Tesis Daniel Bustamante V.pdf
187
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra “METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE UN PROGRAMA DE COMPUTO PARA EL DISEÑO DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE Y SU APLICACION” TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO EN PETRÓLEOS Presentada por: Daniel Adolfo Bustamante Villamar GUAYAQUIL – ECUADOR Año 2007
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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra
“METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE UN
PROGRAMA DE COMPUTO PARA EL DISEÑO DE BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE Y SU APLICACION”
TESIS DE GRADO
Previo a la obtención del Título de:
INGENIERO EN PETRÓLEOS
Presentada por:
Daniel Adolfo Bustamante Villamar
GUAYAQUIL – ECUADOR
Año 2007
ii
A G R A D E C I M I E N T O
A Dios, mis profesores,
mis compañeros y a todas
las personas que de uno u
otro modo colaboraron en
la realización de este
trabajo.
iii
D E D I C A T O R I A
A mis padres, hermanos,
sobrinos y a las personas
que de uno u otro modo
me ayudaron a culminar
mi carrera.
iv
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
Ing. Ricardo Gallegos O. DECANO DE LA FICT
PRESIDENTE
Ing. Gabriel J. Colmont Ing. Héctor Roman F. PROFESOR F.I.C.T. DIRECTOR DE TESIS MIEMBRO PRINCIPAL MIEMBRO PRINCIPAL
v
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de esta
Tesis de grado, me corresponden
exclusivamente; y el patrimonio intelectual de
la misma a la ESCUELA SUPERIOR
POLITÉCNICA DEL LITORAL”.
(Reglamento de Graduación de la ESPOL).
Daniel Bustamante Villamar
vi
RESUMEN El presente trabajo está enfocado en diseñar un software que nos permitirá
obtener las características del equipo que sería necesario instalar para la
extracción de petróleo mediante el sistema de bombeo electro sumergible.
El levantamiento artificial con bombeo centrífugo sumergible se ha convertido
en un método común para levantar volúmenes de fluidos en una gran
variedad de rangos, como también fluidos muy viscosos, lo cual hace
ventajoso este sistema por otra parte, es evidente sus limitaciones a grandes
profundidades y altas temperaturas, que presenta este sistema sobre todo en
sus equipos y su operación, puesto que su implementación esta siendo cada
vez más requerida, es importante conocer como este sistema es operado y
diseñado.
Para instalar un sistema de bombeo electro-sumergible, se debe conocer el
historial de los pozos a los cuales se implantará este sistema artificial de
producción, además el régimen de explotación y los fluidos que se van a
producir o se han producido. Al realizar un diseño de bombeo electro
vii
sumergible, es necesario considerar un sinnúmero de parámetros que
influyen en la operación. La principal limitación de la calidad de un diseño de
BES es la calidad de los datos utilizados.
Debido a la gran variedad de parámetros que se deben determinar para
diseñar un sistema BES, se hace preciso buscar un proceso sistemático que
considere varias alternativas; un método que además de seguir una
secuencia de pasos, pueda realizar comparaciones y permita tomar
decisiones acertadas. Para ello, se necesita hacer uso de un SOFTWARE,
de tal forma que ahorre tiempo y esfuerzo, así como los errores humanos
inevitables tales como mal lectura de gráficos, truncamiento de decisiones y
otros factores como tener las graficas correctas y en buen estado.
El programa de computo está realizado en lenguaje de programación Visual
Basic y podrá ser instalado y ejecutado en cualquier tipo de computadora con
plataforma de Windows 98 en adelante. Este programa se encuentra basado
en textos de Ingeniería de autores como Craft & Hawkins y en publicaciones
del Instituto Americano del Petróleo como las de Hazem/Williams para
cálculos de perdidas por fricción, la correlación de Hall &Yarborough para el
calculo del factor de compresibilidad de los gases y otros textos de ayuda
con la finalidad de obtener un trabajo de buena calidad.
ÍNDICE GENERAL
Pág.
RESUMEN ............................................................................................... i
INDICE GENERAL ................................................................................... iii
SIMBOLOGIA ........................................................................................... vii
ABREVIATURAS ...................................................................................... viii
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................... ix
INTRODUCCIÓN ...................................................................................... xii
CAPITULO I
1. GENERALIDADES ................................................................................. 1
1.1. Tipos de levantamiento artificial ....................................................... 2
1.1.1. Ventajas y desventajas............................................................ 7
1.2. Fundamentos del bombeo electro sumergible .................................. 11
1.2.1. Aplicación ............................................................................... 12
1.2.2. Consideraciones ..................................................................... 13
1.2.3. Problemas Operacionales ....................................................... 15
ix
CAPITULO II
2. EQUIPO SUPERFICIAL Y DE SUBSUELO ........................................... 16
2.1. Equipo superficial ............................................................................ 17
2.1.1. Cabezales de pozo ................................................................ 17
2.1.2. Switchboard ........................................................................... 19
2.1.3. Variador de frecuencia ........................................................... 21
2.1.4. Transformador multietapas .................................................... 23
2.1.5. Caja de unión ……………………........................................... 26
2.2. Equipo de subsuelo ......................................................................... 27
2.2.1. Bombas multietapas .............................................................. 27
2.2.2. Intake ..................................................................................... 32
2.2.3. Separadores de Gas .............................................................. 34
2.2.4. Protectores ............................................................................. 37
2.2.5. Motores .................................................................................. 41
2.2.6. Censor de presión .................................................................. 46
2.2.7. Cable eléctrico ....................................................................... 47
2.2.8. Y tool ...................................................................................... 52
x
CAPITULO III
3. DISEÑO DE UN SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE ...................................................................... 53
3.1. Consideraciones de diseño ............................................................. 53
3.2. Cuantificación del diseño ................................................................. 55
3.2.1. Propiedades físicas del fluido manejado por la bomba …….. 55
3.2.2. Selección de la bomba .......................................................... 56
3.2.3. Calculo de la Altura Dinámica Total ....................................... 58
3.2.4. Determinación de la viscosidad del fluido .............................. 61
3.2.5. Determinación de las presiones empleadas para el diseño … 62
3.2.6. Calculo de la potencia del motor ............................................ 64
3.2.7. Selección del cable de Potencia Sumergible ………………… 68
3.3. Programa de computo ..................................................................... 70
3.3.1. Metodología de procedimiento .............................................. 72
3.3.2. Diagrama de flujo ................................................................... 82
3.3.3. Codificación del programa ..................................................... 84
CAPITULO IV
4. APLICACIÓN DEL SOFTWARE PARA DOS POZOS DEL ORIENTE
ECUATORIANO .................................................................................... 111
xi
4.1. EJEMPLO DE APLICACIÓN #1 .................................................... 112
4.2. EJEMPLO DE APLICACIÓN #2 .................................................... 117
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................. 121
ANEXOS ..................................................................................................... 160
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 177
SIMBOLOGÍA µ : Viscosidad del Fluido
A : Área
C : Factor de Rugosidad de la Tubería
CO2 : Dióxido de Carbono
F : Fuerza
FC : Factor de corrección por Temperatura
Grad : Gradiente del Fluido
H2S : Azufre
i : Intensidad de corriente del motor
IP : Índice de Productividad
ºF : Temperatura Absoluta en Grados Fahrenheit
Pb : Presión de Burbuja
PD : Presión de Descarga de la Bomba
Pr : Presión de Reservorio
Pwf : Presión de Fondo Fluyente
PWS : Presión Estática de Fondo
Qb : Caudal a la Presión de Burbuja
QDES : Caudal Deseado
Qmax : Caudal Máximo que se puede producir
xiii
Rs : Relación de la solubilidad gas-petróleo
stg : Etapas de una bomba
TF : Temperatura Absoluta de Formación
Z : Compresibilidad del gas
β : Factor volumétrico
γ : Gravedad Específica
ABREVIATURAS AC : Corriente Alterna
API : Instituto Americano del Petróleo
ARZ : Entrada de una Bomba, Cojinete de Zirconio
AWG : Medida de Cable Americano
BES : Bombeo Electro Sumergible
BFL : Tipo de Bomba Flotante Abajo
BHP : Presión en el Fondo del Pozo
BSW : Porcentaje de Sedimentos Básicos y Agua
CT : Tipo de Bomba Tándem Central
DC : Corriente Directa
GIP : Porcentaje de Ingreso de Gas a la Bomba
GOR : Relación Gas Petróleo
HB : Tipo de Bomba con Balance Hidráulico
Hz : Hertz
HP : Caballos de Fuerza, Unidad de Presión
KGS : Separador Dinámico de Gas
KVA : Kilo Vatio
LT : Tipo de Bomba Tándem Inferior
MD : Profundidad Medida
xv
PIP : Presión de Entrada de la Bomba
PVT : Presión Volumen Temperatura
ROR : Rango Operativo Recomendado
RPM : Revoluciones por Minuto
S : Tipo de Bomba Simple
TDH : Altura Dinámica Total
UT : Tipo de Bomba Tándem Superior
V : Voltio
VSD : Control de Velocidad Variable
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Fig. 1.1.- BOMBEO NATURAL O POZO SURGENTE…………………… 124
Fig. 1.2.- BOMBEO MECÁNICO - BALANCÍN…………………………...…125
Fig. 1.3.- BOMBEO NEUMÁTICO – GAS LIFT. …………………………....126
Fig. 1.4.- BOMBEO HIDRÁULICO…………………………...………………127
Fig. 1.5.- DIAGRAMA DE INTRODUCCIÓN Y EXTRACCIÓN DE LA
UNIDAD DE BOMBEO HIDRÁULICO………………………….... 128
Fig. 1.6.- BOMBEO ELECTRO SUMERGIBLE…………………………...... 129
Fig. 2.1.- EQUIPO SUPERFICIAL Y DE SUBSUELO - EL SISTEMA
INTEGRAL ESP…………………………...………………………… 130
Fig. 2.2.- EQUIPO SUPERFICIAL DEL BES…………………………...…… 131
Fig. 2.3.- EQUIPO DE SUBSUELO DEL BES…………………………........ 132
Fig. 2.4.- CABEZAL DE BES…………………………...……………………... 133
Fig. 2.5.- ARRANCADOR DIRECTO - SWITCHBOARD…………………… 134
Fig. 2.6.- VARIADOR DE FRECUENCIA…………………………................ 135
Fig. 2.7.- TRANSFORMADOR…………………………...…………………… 136
Fig. 2.7 (c).- TRANSFORMADOR…………………………...……………….. 137
Fig. 2.8.- CAJA VENTEO…………………………........................................ 137
Fig. 2.9.- EQUIPO DE SUBSUELO…………………………...……………… 138
Fig. 2.10.- BOMBA CENTRÍFUGA MULTI-ETAPAS……………………….. 139
Fig.2.11.- BOMBA DE CAVIDAD PROGRESIVA…………………………... 140
Fig. 2.12.- RANGO OPERATIVO RECOMENDADO………………………. 141
Fig. 2.13.- ENTRADA DE LA BOMBA O INTAKE………………………….. 142
Fig. 2.14.- SEPARADOR DE GAS…………………………...………………. 143
Fig. 2.15.- SEPARADOR DE GAS DINÁMICO…………………………....... 144
Fig. 2.16.- PROTECTOR SEAL…………………………...………………….. 145
Fig. 2.17.- MOTOR…………………………...…………………………........... 146
Fig. 2.18.- ESTATOR CAMPO MAGNÉTICO…………………………........ 147
Fig. 2.19.-CABLE ELÉCTRICO…………………………...………………….. 148
Fig. 2.20.- TAMAÑOS DE CABLE DE POTENCIA SUMERGIBLE………. 149
Fig. 2.21.- CABLE DE POTENCIA TRENZADO Y COMPACTADO ..……. 149
Fig. 3.1.- RANGO OPERATIVO RECOMENDADO POR API .….………… 150
Fig. 3.2.- ALTURA DINÁMICA TOTAL - TDH ………………...…………….. 151
Fig. 3.3.- GRAFICO DE PERDIDAS POR FRICCIÓN ………………......... 152
Fig. 3.4.- CURVA LA VISCOSIDAD LIBRE DE GAS A TEMPERATURA
DE RESERVORIO EN Cp. …………………………....................... 153
Fig. 3.5.- CAÍDA DE VOLTAJE EN EL CABLE UTILIZANDO ……….…… 154
Fig. 3.6.- VISCOSIDAD CORREGIDA CON GAS
EN SOLUCIÓN, EN cp…………………………...........………..…… 155
Fig. 3.7.- CONVERSIÓN DE VISCOSIDAD DE cp A SSU………………… 156
Fig. 3.8.- FACTOR DE CORRECCIÓN SEGÚN EL
TIPO DE EMULSIÓN (FUERTE, MEDIA O BAJA). ……………... 157
Fig. 3.9.- CURVA IPR COMBINACIÓN DE LA ECUACIÓN DE
DARCY Y DE VOGEL…………………………...………………….. 158
Fig. 3.10.- BHP REQUERIDOS
(GRÁFICO PARA UN SELLO SERIE 513) ……………………… 159
Fig. 4.1.- CONDICIONES DEL POZO O DATOS DE ENTRADA ………… 112
Fig. 4.2.- VENTANA DE “CÁLCULOS INTERMEDIOS” …………………… 113
Fig. 4.3.- VENTANA DE GRÁFICOS: IPR, NIVEL DINÁMICO DEL FLUIDO
SOBRE LA BOMBA …………………………………………………113
Fig. 4.4.- VENTANA DE NIVELES DE FLUIDO SEA “ESTÁTICO” O
“DINÁMICO” …………………………………………………………..114
Fig. 4.5.- VENTANA DE SELECCIÓN DE BOMBA Y SU NÚMERO DE
ETAPAS ……………………………………………………………… 115
Fig. 4.6.- VENTANA DE SELECCIÓN DE MOTOR Y SECCIÓN
SELLANTE ………………………………………………………….. 115
Fig. 4.7.- VENTANA DE SELECCIÓN DE CABLE. …………………………116
Fig. 4.8.- CONDICIONES DEL POZO O DATOS DE ENTRADA ………… 117
Fig. 4.9.- VENTANA DE “CÁLCULOS INTERMEDIOS” …………………… 118
Fig. 4.10.- VENTANA DE GRÁFICOS: IPR, NIVEL DINÁMICO DEL FLUIDO
SOBRE LA BOMBA …………………………………………………118
Fig. 4.11.- VENTANA DE NIVELES DE FLUIDO SEA “ESTÁTICO” O
“DINÁMICO” ……………………………………………………….… 119
Fig. 4.12.- VENTANA DE SELECCIÓN DE BOMBA Y SU NÚMERO DE
ETAPAS ……………………………………………………………… 119
Fig. 4.13.- VENTANA DE SELECCIÓN DE MOTOR Y SECCIÓN
SELLANTE …………………………………………………….……. 120
Fig. 4.14.- VENTANA DE SELECCIÓN DE CABLE. ………………………. 120
INTRODUCCION Luego de haber realizado la perforación, el pozo está en condiciones de
producir. En este momento puede ocurrir que el pozo sea puesto en
funcionamiento por surgencia natural, lo que no ocurre en la mayoría de las
perforaciones. Dependiendo de varias circunstancias, tales como la
profundidad del yacimiento, su presión, la permeabilidad de la roca
reservorio, etc., el fluido llegará a la superficie con caudales satisfactorios o
no satisfactorios. Los fluidos de un yacimiento –petróleo, gas, agua- entran a
los pozos impulsados por la presión a los que están confinados en el mismo.
Si la presión es suficiente, el pozo resultará "surgente": produce sin
necesidad de ayuda. Pero en la mayoría de los casos esta surgencia natural
decrece y el pozo deja de producir: el pozo está ahogado. Para proseguir con
la extracción se procede a la utilización de métodos artificiales de bombeo.
Cuando la energía natural que empuja a los fluidos deja de ser suficiente, se
recurre a métodos artificiales para continuar extrayendo el petróleo. Con la
extracción artificial comienza la fase más costosa u onerosa de la explotación
del yacimiento.
Entre los métodos de extracción artificial se cuentan los siguientes: a) El
bombeo mecánico, que emplea varios procedimientos según sea la
perforación y es el más antiguo. b) Extracción con gas o Gas Lift. Consiste
en inyectar gas a presión en la tubería para alivianar la columna de petróleo y
hacerlo llegar a la superficie. c) Bombeo con accionar hidráulico. Consiste en
bombas accionadas en forma hidráulica por un líquido, generalmente
petróleo, que se conoce como fluido matriz. d) Bomba centrífuga y motor
eléctrico sumergible: Es una bomba de varias paletas montadas axialmente
en un eje vertical unido a un motor eléctrico. Permite bombear grandes
volúmenes de fluidos. Bomba de cavidad progresiva. El fluido del pozo es
elevado por la acción de un elemento rotativo de geometría helicoidal (rotor)
dentro de un alojamiento semielástico de igual geometría (estator) que
permanece estático. El efecto resultante de la rotación del rotor es el
desplazamiento hacia arriba de los fluidos que llenan las cavidades formadas
entre rotor y estator.
CAPITULO 1
1. GENERALIDADES
Luego de haber realizado la perforación, el pozo está en condiciones de
producir. En este momento puede ocurrir que el pozo sea puesto en
funcionamiento por surgencia natural, (Fig. 1.1) lo que no ocurre en la
mayoría de las perforaciones. Dependiendo de varias circunstancias,
tales como la profundidad del yacimiento, su presión, la permeabilidad de
la roca reservorio, etc., el fluido llegará a la superficie con caudales
satisfactorios o no satisfactorios. Pocos pozos terminados tienen la
suficiente energía en el yacimiento, para que el flujo llegue hasta la
estación de recolección; ésta energía de levantamiento es producida por
la presión del yacimiento y el gas de formación. La producción de
hidrocarburos ocasiona una disminución de la presión del yacimiento por
lo que se hace necesario proporcionar energía externa para levantar la
columna de fluido desde los yacimientos hasta el centro de recolección.
Al seleccionar el método de levantamiento artificial habrá más de un
método que pueda ser implementado en ciertos pozos. Primer factor a
considerar es el económico luego viene la evaluación calificando cada
método de excelente a pobre, y por último tenemos la decisión de
escoger el mejor que se adapte a las condiciones del pozo del yacimiento.
1.1. Tipos de Levantamiento Artificial
Los métodos de Levantamiento Artificial disminuirán la presión de
fondo del pozo con la inyección de gas o transfiriendo energía
desde la superficie hasta la bomba subsuperficial. En todos los
casos hay un consumo de potencia ya sea en forma de gas
comprimido o en forma de electricidad mecánica, hidráulica o
neumática necesaria para operar la bomba.
Los métodos más comunes para producir con el sistema de
levantamiento artificial son:
� Bombeo mecánico (Balancín – Rod Pumping).
� Bombeo neumático (Gas Lift).
� Bombeo hidráulico (Power Oil).
a. Tipo Pistón.
b. Tipo Chorro.
� Bombeo Eléctrico Sumergible (BES).
Bombeo mecánico.
Para el bombeo mecánico (Fig. 1.2) es necesario transmitir la energía
producida en la superficie (motor y equipo de bomba superficial) para
poder extraer fluido, esta energía se transmite mediante una larga
sarta de varillas de bomba. Generalmente un motor eléctrico o
convencional que acciona el balancín a determinada velocidad, en el
fondo del pozo se encuentra la bomba asentada y es la que empuja el
petróleo hacia la superficie. Cuando las varillas hacen una carrera
ascendente entra a la bomba el fluido del pozo y sale de la bomba a la
tubería de producción en la carrera descendente.
Bombeo neumático (Gas Lift)
Es un medio de levantamiento de fluidos desde el fondo del pozo
hasta la superficie, por la inyección de gas; a una presión
relativamente alta, esto hace que se aliviane la columna de crudo y
salga el petróleo a superficie (Fig. 1.3). Esto se lleva a cabo por los
métodos siguientes:
Bombeo neumático continuo.- Este método consiste en introducir
un volumen continuo de gas a alta presión para alivianar la columna
de fluido, hasta que la reducción de la presión de fondo permita una
diferencial suficiente a través de la formación, causando que el pozo
produzca el caudal deseado. Para realizar esto, se usa una válvula en
el punto de inyección más profundo con la presión disponible del gas
de inyección, junto con la válvula reguladora en la superficie.
Bombeo neumático intermitente.- Este método consiste en producir
periódicamente determinado volumen de aceite impulsado por el gas
que se inyecta a alta presión. Cuando la válvula abre, el fluido
proviene de la formación que se ha estado acumulando dentro de la
tubería de producción, es expulsado al exterior en forma de bache o
tapón de aceite a causa de la energía del gas. Después que la válvula
cierra, transcurre un periodo de inactividad aparente, en el cual la
formación productora continúa aportando fluido al pozo, hasta formar
un determinado volumen de aceite en que se inicia el otro ciclo.
Bombeo Hidráulico
El principio que gobierna éste sistema es la hidráulica clásica; se basa
en la ley de Pascal. Esta ley dice: Si se ejerce una presión sobre una
superficie de un fluido contenido en un recipiente, ésta se transmite a
todas las superficies del mismo con igual intensidad. Este principio
aplicado al bombeo de pozos de petróleo hace posible el transmitir
energía (fluido a presión) desde un punto central a cualquier número
de pozos y hacia abajo hasta la bomba ubicada en profundidad, sin
ningún aparato mecánico, utilizando solo tuberías.
La Fig. 1.4 indica la secuencia como recorre el fluido a través de los
dispositivos mecánicos más usuales. En sistemas hidráulicos a este
fluido presurizado se le denomina “fluido motriz de fuerza o de poder”,
el mismo que puede ser el petróleo producido o agua tratada, el cual
debe estar sometido a procesos de tratamiento, sean estos: químicos,
filtros, separación gravitacional o centrifugal, cuya elección depende
del abastecimiento, factores económicos y de tipo ambiental. Existen
dos sistemas de fluido motriz: sistema cerrado y sistema abierto.
El sistema hidráulico utiliza bombas fijas y bombas libres, siendo el
sistema de bombas libres el más económico porque se elimina costos
de extracción de la bomba. En este sistema las bombas pueden
bajarse o recuperarse con la misma energía del fluido motriz como se
muestra en la figura 1.5.
Bomba libre, es el sistema en el que la bomba adecuada es bajada o
subida por la tubería de producción, sin unidad de
reacondicionamiento, ofreciendo la facilidad de anclar la unidad de
bombeo por circulación del fluido motriz y desanclar por circulación
inversa. Bomba fija, es un sistema de instalación similar a las
requeridas para bombas Mecánicas, Electrosumergibles o para
instalaciones convencionales de Gas Lift, por lo que el montaje del
sistema de levantamiento es fijado y corrido mecánicamente a la
tubería asociada (tubing o casing)
Bombeo electro sumergible.
El diagrama indicado en la figura No.1.6 describe los componentes
esenciales de este tipo de unidad, la cual consta de un motor eléctrico
ubicado en la parte inferior del aparejo, el cual recibe la energía por
medio de un cable eléctrico proveniente de una fuente ubicada en la
superficie. El protector o sección sellante esta localizado arriba del
motor y es utilizado para prevenir que los fluidos del pozo entren en él,
está ensamblado herméticamente tanto al motor como a la bomba o al
separador de gas si éste es necesario para ventear el gas en la
instalación, en su interior existe un eje cuya función es transmitir el
movimiento del motor a la bomba y al separador de gas, permitiendo
que el fluido de formación supere el gradiente del fluido y llegue a
superficie.
Bomba centrífuga y motor eléctrico sumergible. Es una bomba de
varias paletas montadas axialmente en un eje vertical unido a un
motor eléctrico. El conjunto se baja en el pozo con una tubería
especial que lleva un cable adosado, para transmitir la energía
eléctrica al motor. Permite bombear grandes volúmenes de fluidos.
Bomba de cavidad progresiva. El fluido del pozo es elevado por la
acción de un elemento rotativo de geometría helicoidal (rotor) dentro
de un alojamiento semi-elástico de igual geometría (estator) que
permanece estático. El efecto resultante de la rotación del rotor es el
desplazamiento hacia arriba de los fluidos que llenan las cavidades
formadas entre rotor y estator
1.1.1. Ventajas y desventajas.
Bombeo mecánico.
Ventajas
� Es flexible a la variación de tasas de producción y operan
eficientemente para pozos que tengan baja presión de fondo
y fluidos medianamente viscosos.
� Baja inversión inicial.
� Gran oferta de equipos y materiales.
� Fácil instalación.
� Bajos costos de operación.
� Bajos riesgos de derrame.
Desventajas
� Es para caudales bajos y moderados debido al diámetro
pequeño de la tubería (limita el diseño de varillas a altas
profundidades).
� En pozos horizontales o direccionales.
� Baja eficiencia con presencia de gas.
� Problemas de fricción y fracturamiento de varillas debido a la
operación del equipo en ambientes altamente corrosivos,
producción de arena e incrustación de escala.
Bombeo neumático (Gas Lift)
Ventajas
� Flexibilidad para adaptarse a cualquier profundidad y tasa
de producción.
� Se puede convertir de flujo continuo a flujo intermitente con
facilidad.
� Es eficiente en pozos con baja producción y alto GOR.
� Materiales abrasivos como arena ofrecen pocos problemas.
� El costo inicial del sistema es bajo, si el campo es lo
suficientemente grande y el abastecimiento de gas tiene las
condiciones de presión requerida.
Desventajas
� No es aplicable en campos pequeños, ya que se necesita
compresores, lo que incide en el costo inicial de la unidad.
� No es eficiente en pozos con una Pwf baja debido a la
excesiva cantidad de gas que se necesita para levantar el
líquido.
� La presencia de escala o parafinas incrementan la
contrapresión y reduce la eficiencia del equipo.
� No debe ser utilizado para inyección de gas altamente
corrosivo, ya que reduce el tiempo de vida de los equipos de
superficie y subsuelo.
� Se presentan problemas de congelación de gas e hidratos.
Bombeo Hidráulico
a.- Tipo Pistón
Ventajas
� Tiene la capacidad de levantar un mayor caudal de
producción de grandes profundidades.
� Se puede aplicar en pozos desviados o direccionales.
� Las instalaciones pueden ser centralizadas.
� Se puede con facilidad recuperar y desplazar las bombas
libres de la cavidad.
� El método de extracción puede variar fácilmente mediante
una simple operación de válvulas.
� Es adecuado para el bombeo de crudos pesados.
Desventajas
� Altos costos en mantener el fluido motriz completamente
limpio.
� El método no es aconsejable en pozos con gas en altas
proporciones por su efecto en el rendimiento volumétrico, el
costo operacional y el mantenimiento de las bombas es
demasiado alto.
� Debe haber mucha seguridad a presiones altas en el
sistema.
� Los problemas que se presentan en el fluido motriz por la
presencia de escalas, gas, corrosión, arena, sedimentos y
parafinas.
b.- Tipo chorro
Ventajas
� Se puede reparar las bombas jet en el campo.
� Puede producir altos volúmenes de producción.
� Debido a la ausencia de partes móviles hace que pueda
tolerar fluidos de formación y motriz abrasivos y corrosivos.
� Se puede utilizar en pozos con problemas de escala, arena y
alto GOR.
Desventajas
� Necesita altas presiones de inyección y altas presiones de
succión para evitar la cavitación.
� Debe evitarse bajar bomba jet cuando el pozo contiene alto
BSW (se conifica rápidamente).
Bombeo electro-sumergible
Ventajas
� Capacidad de levantamiento de altos volúmenes de
producción. No obstante también es eficiente en pozos con
bajas tasas de producción.
� Aplicables a pozos direccionales y horizontales.
� Para grandes volúmenes el costo de producción es bajo.
Desventajas
� La profundidad del pozo, la temperatura y calidad del crudo
son limitantes para la instalación ya que causan incremento
en la potencia del motor de superficie.
� La potencia del motor es limitante por el diámetro de la
tubería de revestimiento.
� Los problemas de corrosión, azufre(H2S) o Dióxido de
carbono(CO2), sólidos, escala y alto porcentaje de gas
deben ser considerados para el diseño e instalación debido
a que tiene muchas partes móviles.
� Para unidades de gran potencial el costo de mantenimiento
y operación, inicialmente son muy altos.
1.2. Fundamentos del Bombeo Electro-Sumergible
El levantamiento artificial con bombeo centrífugo sumergible se ha
convertido en un método común para levantar volúmenes de fluidos
en una gran variedad de rangos, como también fluidos muy viscosos,
lo cual hace ventajoso este sistema por otra parte, es evidente sus
limitaciones a grandes profundidades y altas temperaturas, que
presenta este sistema sobre todo sobre todo en sus equipos y su
operación, puesto que su implementación esta siendo cada vez más
requerida, es importante conocer como este sistema es operado y
diseñado.
La clasificación que se tiene es muy general ya que el sistema en sí
no difiere, y los factores que permiten diferenciarlas sería la carga a
levantar y los gastos a producir. Por lo que se dividirían en:
- BOMBAS DE FLUJO AXIAL (Para gastos grandes con cargas
pequeñas)
- BOMBAS DE FLUJO RADIAL (Para cargas altas y gastos bajos).
- MIXTAS, combinación de las dos anteriores (Para cargas y gastos
medianos)
Se podría considerar al bombeo electrosumergible de cavidad
progresiva, como una variación del levantamiento eléctrico ya que la
bomba multi-etapas es reemplazada por la bomba de cavidad
progresiva mientras que el resto de componentes se mantiene,
agregándose un engranaje reductor diseñado para mejorar la
velocidad de admisión a la bomba, la figura No.1.6.
1.2.1. Aplicación
En este tipo de aplicación, la unidad es instalada sobre las
perforaciones; donde el fluido es forzado a moverse hacia superficie,
pasando por la parte exterior del motor; mientras es impulsado por la
bomba para vencer el gradiente de presión y fluir, en el bombeo
eléctrico la fuente de potencia es la electricidad, la bomba es
esencialmente una bomba centrífuga multietapa operada con energía
eléctrica, cuyo eje va conectado directamente, a través de una
sección protectora, con un motor electrosumergible, el conjunto
íntegro forma una unidad de diámetro exterior tal que se puede bajar
hasta el fondo de los pozos, por dentro de la tubería de revestimiento.
Para funcionar, la unidad queda suspendida de la tubería de
producción, sumergida en el fluido del pozo y conecta con la
superficie mediante un cable que le suministra la energía al motor. La
bomba y el motor se pueden instalar a cualquier profundidad ya que
una y otra están diseñadas para trabajar bajo cualquier presión de
inmersión existente en los pozos.
Aplicación:
� Alta o baja presión de fondo
� Buen índice de productividad
� Pozos verticales y desviados
� Profundidades hasta 4000 m.
� No es peligroso en áreas urbanas.
1.2.2. Consideraciones
Se implementan los sistemas de levantamiento artificial cuando
los pozos no tienen energía para producir por flujo natural, con
lo que se consigue extraer la mayor cantidad de petróleo
cuando la producción es muy baja, no resulta rentable o la
presión ha declinado a tal punto que el pozo ya no produce por
energía propia (la presión de fondo fluyente a disminuido
considerablemente).
Factores a considerar para la selección del tipo de
levantamiento artificial:
� Número de pozos a los cuales se les va a instalar un equipo
de levantamiento artificial.
� Ubicación de los pozos y espaciamiento entre ellos.
� Tipo de completación y diámetro de las tuberías.
� Costos de operación y servicio.
� Limitaciones en cuanto a espacio físico (pozos costa afuera).
� Volumen total de fluidos.
� Disponibilidad de la fuerza motriz del motor principal.
� Costo inicial de los sistemas artificiales de producción.
� Condiciones climáticas.
� Corrosión.
� Presencia de sólidos (arena, sal, parafina, formación de
escala).
� Profundidad de la zona productora y desviación del pozo.
� Relación gas-petróleo.
� Productividad del pozo
� Producción de agua.
� Mecanismo de empuje.
� Disponibilidad de Servicios y reparación.
1.2.3. Problemas Operacionales
Los problemas operacionales con mayor frecuencia de las BES,
son:
� Por taponamiento y remordimiento debido a la escala,
arenas, parafinas, como también por corrosión interna del
equipo, las cuales limitan la rotación de las bombas.
� Por problemas mecánicos como los ejes sueltos de bombas,
separadores, etc.
� Por problemas eléctricos como equipos circuitados (motores,
cable).
� Por problemas del yacimiento, como bajo aporte del pozo,
alto BSW.
� Otra limitación será el diferencial de temperatura, cuando el
motor se recalienta, sus componentes se expanden a
velocidades diferentes debido a que los materiales no son
iguales.
CAPITULO 2
2. EQUIPO SUPERFICIAL Y DE SUBSUELO
El bombeo electrosumergible como sistema de levantamiento artificial así
como cualquier otro tipo de levantamiento artificial necesita de su propio
sistema de componentes que se muestra en la figura 2.1 y consta
básicamente de dos tipos de equipos:
� Equipo superficial (fig. 2.2)
� Equipo de subsuelo. (fig. 2.3)
Ambos equipos son muy importantes para lograr un sistema de bombeo
eficiente, para lo cual se debe tener en cuenta el diseño y
dimensionamiento de cada una de las partes que constituyen a estos dos
equipos, ya que una falla provocaría disminución en la eficiencia del
sistema, además de una disminución en la recuperación de los fluidos
producidos y por ende, un aumento en los costos de operación. En este
tipo de aplicación, la unidad es instalada sobre las perforaciones; donde
el fluido es forzado a moverse hacia superficie, pasando por la parte
exterior del motor; mientras es impulsado por la bomba para vencer el
gradiente de presión y fluir.
2.1. Equipo superficial
El equipo superficial de un sistema de bombeo electrosumergible, como el de la figura 2.2 está constituido por: 1. Cabezales de pozo.
2. Switchboard.
3. Variador de frecuencia.
4. Transformador multietapas.
5. Caja de unión (de venteo)
2.1.1. Cabezales de pozo
Son instalaciones usadas para disponer en superficie de un
“equipo de control de pozo”.
Los cabezales de pozo, están conectados con las tuberías utilizadas en el pozo y son el soporte de las tuberías de revestimiento (casing), y tuberías de producción (tubing). Las funciones que debe cumplir un cabezal de pozo son: a. La seguridad y los mecanismos necesarios durante la
perforación y reacondicionamiento de un pozo para la
instalación de los equipos de control de reventones.
b. Permite la colocación del árbol de válvulas y estrangulador.
c. Un sello entre las varias tuberías de un pozo.
d. Controles de producción, desde las tuberías de producción
de un pozo (tubing y casing).
e. Debe proporcionar un medio para instalar el cable de
potencia con un sello adecuado.
f. Proporciona un sello hermético y controlable para los
fluidos del pozo.
Cabezales como el que se muestra en la figura 2.4 se utilizan
para pozos con completación simple o dual con bomba
electrosumergible. Permiten la instalación del colgador de
tubing a través de los preventores de surgencia y también
efectuar la prueba de todos lo sellos. Pueden ser provistos con
la preparación adecuada para la mayoría de los conectores
eléctricos disponibles en el mercado. Su diseño debe ser capaz
de soportar el peso del equipo de subsuelo y mantener el
control del pozo en el anular y tubing. Debe ser un equipo con
un sistema de empaque (PACK-OFF) el cual proporcione una
alta capacidad de sello alrededor del cable y tubing.
2.1.2. Arrancador Directo (Switchboard) Es también conocido como Controlador de Velocidad Fija, Panel de Control o Tablero de Switches. Los SWITCHBOARD son sistemas que mantienen el mismo voltaje y frecuencia en la entrada y salida de los terminales, por lo que las frecuencias de trabajo no pueden ser variadas para poder modificar las ratas de fluido. El SWITCHBOARD contiene todo el equipo electrónico instalado para protección y diagnóstico del equipo de fondo. Entre los dispositivos adicionales incluidos están: Soft starters, VSC, Keltronics, Backspin shunt, etc. Los SOFT STARTER fueron diseñados para reducir el cansancio
mecánico y eléctrico que se tiene al arrancar mediante el uso de semiconductores de silicón. En todas las aplicaciones excepto cuando se utiliza arrancadores de velocidad variable requerirán un panel de control. Los paneles de control proveen cuatro funciones básicas: 1. Elementos de corte para arrancar y parar el motor.
2. Protecciones de sobre carga de corriente, carga baja y parada del
motor.
3. Monitoreo de corriente para predecir las condiciones de fondo de
pozo.
4. Protección de transeúntes
En aplicaciones de alto voltaje se requiere que el panel de control este colocado en el lado secundario del transformador de elevación con categorías que reúnan o excedan el voltaje y amperaje de superficie requerido por el motor (Fig. 2.5) Cuando se usa un generador con un tablero de corte, la capacidad en kilovatio(KVA) seleccionada es igual o mayor que la carga en KVA del motor mas cualquier carga en KVA de la superficie mas la pérdida en el transformador en KVA, mas la pérdida en el cable en KVA. No obstante un generador que es capaz de proveer continuamente la plena carga no necesariamente puede suplir los KVA de arranque requeridos para arrancar y acelerar el motor a velocidad plena. Existen dos tipos de construcción: electromecánicos y de estado sólido. Los paneles de control electromecánico proveen un switch de desconexión manual, controladores magnéticos operados por motor relees de sobre corriente de sobre corriente magnéticos con amortiguaciones por aceite y relees de baja corriente para el apagado de la bomba y seguro de protección de gas. Los paneles de seccionamiento controlados por estado sólido proveen un mejor nivel de funciones de protección mas parámetros de operación seleccionados e indicadores de estado. El electromecánico es el único que ofrece un esquema de control DC lo que en algunas aplicaciones puede significar un tamaño de generador más pequeño. De otra manera el estado sólido es la única opción que ofrece capacidad de control por SCADA. Los dos tipos cuando son mantenidos adecuadamente proveen igual confianza.
2.1.3. Variador de frecuencia
También conocidos como Paneles de Control de Velocidad Variable o “VSD”. El uso de controladores de motor de velocidad variable proveen flexibilidad en el flujo y en el levantamiento de fluido. Cuando se usa un controlador de velocidad variable no se requiere un control de velocidad fijo. Voltajes entre 460 y 480V de entrada a 60 Hz. es el requisito normal para controladores de velocidad variable (380 y 420V a 50 Hz.). La variación de la frecuencia tiene un efecto directo en la salida de voltaje y de esta manera las revoluciones por minuto, la capacidad de bombeo también cambia. Un variador de velocidad variable VSD como el de la figura 2.6 se utiliza para cambiar la frecuencia fija de la entrada de la onda de potencia AC a otras frecuencias (en el rango 30 a 90 Hz.). Los VARIADORES poseen una mayor flexibilidad ya que tienen la capacidad de variar la velocidad de la bomba, rata, carga o ajustar estas dos últimas a la aplicación requerida. Además convierte corriente alterna a continua, permitiendo así controlar el voltaje y frecuencia para obtener mayores producciones o ajustar parámetros. Un variador de frecuencia (BES) mantiene la relación volts/hertz constante, es decir, que si la frecuencia de la salida del variador aumenta hasta el doble de su valor inicial, el voltaje de salida será el doble también. Todos los cálculos de diseño de BES están basados en este principio. Realmente, el motor BES nunca tendrá esta relación constante, la razón de esto es que, tal como aumenta la frecuencia, la corriente que pasa a través del cable también aumenta. Los variadores de frecuencia utilizan un transformador trifásico para elevar el voltaje de salida del variador hasta el valor requerido por el motor, tomando en cuenta la caída de voltaje en el cable de potencia. Más amperaje implica mayor caída de voltaje en el cable, lo cual significa entregar al motor menor voltaje que el requerido. Si hay una determinada longitud de cable entre el variador y el motor, es imposible conseguir una relación constante de volts/hertz desde el punto de vista del motor. El equipo diseñado e instalado para cambiar la frecuencia de la corriente suministrada al motor para un comportamiento óptimo del sistema BES puede programarse para situaciones especiales tales como descarga del fluido de control, arranques programados después de un paro del equipo, etc.
2.1.4. Transformador multietapas
Existen varios tipos de transformadores formando este una
parte fundamental en un circuito conectado a un sistema
eléctrico. Un transformador consta básicamente de un cable
devanado alrededor de un núcleo de hierro y una corriente que
pase a través de este; entonces se inducirá un campo
magnético en el núcleo, la fuerza del campo magnético
dependerá del KVA que está pasando a través del devanado. Si
hay otro cable devanado alrededor del mismo núcleo de hierro,
como el de la figura 2.7 (a) el campo magnético inducirá una
corriente y un voltaje en el segundo devanado. Al devanado que
recibe voltaje desde una fuente para inducir el campo
magnético se lo conoce como Primario, mientras que al que lo
recibe el voltaje por inducción desde el campo magnético se lo
conoce como Secundario. Debido a que la energía no puede
ser creada ni destruida pero tiene que ser conservada, la
cantidad de corriente en ambos lados es igual en este caso,
este transformador se llama Transformador de Potencia
debido a que cambia un voltaje por otro. Si el número de las
vueltas no es igual en ambos lados, el voltaje en la salida del
secundario será diferente que el voltaje de entrada en el
primario, si un transformador tiene mas vueltas en el primario
que el secundario. Un transformador que cambia un voltaje por
otro mayor, se llama Transformador Elevador. Cuando la
relación del transformador no es muy alta, es posible tener un
devanado sólo para ambos lados primarios y secundarios, esto
se llama Autotransformador, y el procedimiento para calcular
el voltaje y amperaje secundarios será el mismo que seguimos
para un transformador de potencia.
Otro tipo de transformador usado en el arrancador se llama Transformador de Corriente, este transformador cambia una corriente por otra. Se usa para reducir el voltaje de la fuente primaria al voltaje que puede ser manejado por el Switchboard o el Variador de frecuencia. Si se usa Switchboard, el voltaje de salida será el voltaje requerido por el motor. Si se usa un VSD el voltaje será el requerido por este equipo y será necesario un transformador secundario. Existe también un Transformador Secundario y este se instala en el sistema BES cuando es utilizado un Variador de Frecuencia, su función es elevar el voltaje de acuerdo a los requerimientos del motor. Se conoce comúnmente como “Transformador Elevador” (Step up transformer). Cuando el voltaje del sistema primario no es compatible con el requerido por el equipo implantado, el cual opera entre 250 y 4000 V; la transformación de voltaje es requerida mediante un transformador el cual consiste en un banco de 3 fases como el de la figura No. 2.7(b), transformador standard o un auto transformador de 3 fases. El diseño debe ir de la mano con la selección del voltaje para el motor, ya que este es el elemento que va a realizar el trabajo, para el buen funcionamiento del sistema y su adecuado dimensionamiento depende esencialmente de la energía a ser requerida figura No. 2.7(c).
2.1.5. Caja de unión
También llamada Caja de Venteo (Fig. 2.8) ya que proporciona
un medio de venteo del gas que podría venir del pozo, migrando
a través del cable de potencia. Protege el acoplamiento entre el
cable de potencia procedente del pozo y el cable de potencia
que llega del switchboard o VSD. El venteo en la caja de
empalme provee un medio continuo de ventilación del gas del
panel de control eliminando una posible situación explosiva.
La aplicación práctica API RP 11S3, recomienda que se instale un venteo entre la cabeza del pozo y el panel de control del motor. Esta caja de enteo debe ser localizada a no mas de 5 metros (15 pies) desde el cabezal, a no ser que otras provisiones hayan sido tomadas, para permitir el acceso de las unidades de servicio del pozo. Las cajas de empalmes instaladas entre el cabezal del pozo y el panel de control del motor, deben ser adecuadamente ventiladas, para prevenir la acumulación de concentraciones incendiables o gases y vapores inflamables, dentro de la caja de empalme. Este componente proporciona el punto de unión entre el cable de poder del variador y el cable del pozo, el cual debe estar en la capacidad de ventear el gas libre a la atmósfera, que pudo emigrar con el cable del pozo
2.2. Equipo de subsuelo (Fig.2.9)
El corazón del sistema de BES es la bomba centrífuga. La bomba
es multietapa y éstas dependen de cada aplicación específica.
Cada “etapa” tiene un impulsor y un difusor: el impulsor da al fluido
la energía cinética; el difusor cambia ésta energía a energía
potencial (altura).
2.2.1. Bombas multietapas
La bomba centrífuga(Fig. 2.10-11) esta formada por un conjunto de unidades distintas llamadas “etapas”. Cada etapa consiste en un impulsor y difusor. El impulsor está fijado al eje y gira con este. El difusor está dentro la carcaza de la bomba. Operación de la Bomba: el primer impulsor lleva el fluido hacia el exterior impartiéndole energía cinética, el difusor cambia la dirección del fluido hacia arriba y cambia la energía cinética en altura(o presión). El siguiente impulsor lleva el fluido otra vez hacia el exterior dándole más energía. El próximo difusor toma esta energía adicional transformándola en más altura. Dependiendo del tipo de etapa, el impulsor tiene de 7 a 9 alabes los cuales proveen un movimiento suave al fluido pasando a través del impulsor. Para prevenir vibración, el número de los alabes es distinto en el difusor que el impulsor. Como el eje de la bomba se mueve en respuesta al trabajo hecho por el motor, el impeler rota causando una noción de movimiento al fluido, que aparentemente tiene dos direcciones:
� Radial(hacia el centro del impeler) causado por fuerza centrífuga.
� Tangencial(hacia el exterior del impeler).
El tipo está determinado en el proceso de diseño de la etapa misma, usualmente las etapas diseñadas para producir a etapas bajas son de tipo flujo radial mientras las etapas mas grandes son de tipo flujo mixto. La geometría de la etapa controla el volumen que puede pasar a través de esta, en otras palabras, la cantidad de flujo no es aditiva, es constante, altura producida para cada etapa es aditiva.
Cuando se diseñan las bombas, se intenta hacerlo dentro del
Rango Operativo Recomendado(ROR). Generalmente se
considera el ROR como la definición de los límites de empuje
axial, donde la etapa quedará como empuje descendente hacia
el lado izquierdo del rango y con empuje descendente hacia el
lado derecho. Si la etapa se encuentra dentro del rango, se
piensa que está balanceada y no habrá empuje neto en ninguna
dirección (Fig. 2.12).
Antes de preocuparnos mucho por cuánto empuje tenemos, necesitamos definir que es empuje. El empuje del Impulsor.- Hay tres fuerzas actuando sobre el
impulsor, la suma de estas fuerzas es el empuje total y estas
son: a) La fuerza de gravedad, cuya dirección es siempre hacia
abajo; b) La fuerza neta que resulta de la presión diferencial en
la etapa, cuya dirección es hacia abajo o cero (el cero ocurre
cuando el caudal es máximo y la altura es cero); c) La fuerza de
impulsión del fluido entrando a la etapa, cuya dirección es hacia
arriba o cero (el cero ocurre cuando el caudal es cero).
Basándose en el rango de operación recomendado por las compañías fabricantes las bombas vienen en tres tipos básicos:
� Compresión
� Flotante abajo - BFL
� Flotante
1) En el tipo de “compresión” – cada impulsor está fijo al eje de forma rígida, de modo que no puede moverse sin movimiento del eje. Esto permite transferir todo el empuje generado por la bomba directamente al eje del protector. Existe un tipo de bomba de compresión que se llama “balance hidráulico” (HB) que históricamente, este tipo ha sido usado en las aplicaciones de alto empuje descendente (es decir, muchas etapas) donde una bomba de tipo compresión estándar hubiera sobrecargado el cojinete de empuje del protector. Si hay una opción entre una bomba HB y una bomba de compresión estándar y hay un protector capaz de manejar el empuje generado, la bomba estándar es la mejor selección.
Se usa una bomba de tipo compresión en algunos casos como:
� Si hay abrasivos o corrosivos presentes, puede ser
beneficioso manejar el empuje en un área lubricada por
aceite del motor.
� Ocasionalmente en los pozos muy gaseosos, el volumen de
flujo cambia tan drásticamente que algunos de los
impulsores de una bomba flotante podrían tener un empuje
excesivo mientras esta tiene un empuje aceptable.
� Debido a que todo el empuje está manejado en el protector, si el
cojinete del protector tiene una capacidad suficiente, podemos
operar sobre un amplio rango sin reducir su vida útil.
2) En el tipo “BFL” (flotante abajo) – los impulsores superiores son del tipo de compresión mientras que los inferiores son del tipo flotante. Esto es un diseño especial para eliminar la transición de empuje descendente al protector. Las bombas BFL son usadas muy satisfactoriamente en mucha partes del mundo. 3) En el tipo de construcción “flotante” - cada impulsor está libre para moverse hacia arriba o hacia abajo en el eje, lo único que lo detiene es el difusor superior o inferior. La mayoría de las etapas están diseñadas para operar con empuje descendente, la razón es que el impulsor provee un “sello” entre éste y el difusor inferior para presionar hacia abajo, éste previene la fuga de los abrasivos entre los cojinetes radiales, forzando el paso de éstos a través de la bomba.
Se usa una bomba de tipo flotante en algunos casos como:
� Debido a que cada etapa maneja su propio empuje,
podemos construir una bomba con un gran número de
etapas, sin necesidad de preocuparnos por la capacidad del
cojinete de empuje del protector.
� Los impulsores flotantes manejan los abrasivos suaves
previniendo que éstos pasen entre los cojinetes radiales.
� Los impulsores flotantes son mucho más flexibles en el
ensamblaje debido a que realmente la tolerancia no
representa un problema.
� El ensamblaje en el campo es mas fácil – no se requieren
lainas.
En resumen el ROR no necesariamente depende del empuje generado; el empuje es una combinación de gravedad, presión e impulsión; el empuje se maneja en cada tipo de bomba en forma diferente, y este nunca debe ser ignorado. La mayoría de las bombas (especialmente las de menor diámetro) son de tándem central “CT”, otros tipos son las de tándem superior “UT”, inferior “LT” y bombas simples “S”. Una bomba de CT no tiene una entrada o una descarga inherente y puede ser conectada con otra bomba, una entrada y/o una descarga. Una bomba de UT tiene descarga pero no tiene una sección, puede ser acoplada con otra bomba o sección de entrada por su parte inferior. Una bomba de LT tiene una entrada pero no tiene una descarga, puede ser unida con otra bomba o descarga por su parte superior. Una bomba S tiene una entrada y una descarga intrínseca a la bomba misma y ninguna otra bomba puede ser adherida a ella, esto ofrece un ligero beneficio de costo debido a que se requiere menos material para fabricar la bomba pero tiene menos flexibilidad. Así como hay varios tipos de bombas hay varios tipos de secciones de entrada, dependiendo de la cantidad de gas libre producido en la entrada de la bomba.
2.2.2. Intake
Se define como Entrada o “Intake” al dispositivo a través del
cual entran los fluidos a la bomba, ver figura 2.13. El intake
estándar permite la entrada del fluido a la bomba, no efectúa
ningún proceso de separación de gas, pero en donde
posiblemente se requiera un Separador que ayude a liberar el
gas en pozos de alto GOR; cuyos componentes emplean la
fuerza centrífuga para separar el gas libre del fluido producido
antes de ingresar a la bomba, el cual es evacuado a superficie
por el espacio anular
La entrada de fluidos a la bomba se encuentra ubicada en la
parte inferior de la primera bomba, en el sentido de instalación
del equipo subsuperficial e inmediatamente arriba del protector.
El intake puede estar integrado a la bomba misma o ser del tipo “bolt on” que es atornillada a la bomba. Existen dos tipos básicos de entradas:
1. Entradas estándar (Intake).
2. Separadores de gas.
Las entradas pueden ser de material estándar o ARZ. La
entrada ARZ usa ambos cojinetes y forros de cojinete de
Zirconio para dar una mejor protección contra el desgaste
abrasivo y la vibración lateral. Esto es importante cuando se
está tan cerca de un sello mecánico del protector.
Una entrada, estándar o ARZ, no separa gas libre. Aunque
alguna separación de gas pudiese ocurrir, ésta será solamente
una separación natural, debido a que parte del gas no se dirige
a la entrada cuando el resto del fluido lo hace.
2.2.3. Separadores de Gas Un separador de gas, ver figura 2.14 es una entrada, pero con
algunas partes especiales diseñadas para disminuir el gas libre
que ingresa a la bomba. Separa el gas libre con el fin de evitar
bloqueo en los equipos por gas.
Hay dos tipos de de separadores de gas:
1. Estático.
2. Rotatorio (centrífugo y vortex).
Los diseños iniciales de separadores de gas, buscaban
incrementar la separación de gas, forzando a que el flujo del
fluido se revirtiera dentro la entrada antes de ingresar a la
bomba. De allí viene el nombre de “separador de gas con flujo
inverso”
El Separador Estático usa un cambio en dirección de flujo;
este diseño trabaja como un segregador de gas ya que este
tipo de separador no entrega trabajo al fluido, por eso el
nombre de “separador estático” de gas.
Cuando el fluido del pozo entra al separador de gas, es forzado
a cambiar de dirección. Algunas de las burbujas de gas
continúan elevándose en lugar de desviarse e ingresar al
separador de gas, otras burbujas son arrastradas hacia el
separador pero luego salen y continúan elevándose
Los Separadores Dinámicos (Fig. 2.15) realmente imparten
cierta energía al fluido con la finalidad de conseguir que el
vapor se separe del líquido. El separador de gas original fue
llamado KGS(Kinetic Gas Separator). Este diseño usa un
inductor para incrementar la presión del fluido y una centrífuga
para separa el vapor y el líquido. El Separador Rotatorio usa la
fuerza centrífuga para separar el gas libre del líquido antes de
entrar a la bomba. Este tipo de separador podría llamarse
también separador de gas centrífugo, cinético o rotatorio.
El diseño del separador de gas rotario trabaja en forma similar a
una centrífuga. Las paletas de la centrífuga giran a la misma
velocidad que el motor, forzando a los fluidos más pesados a
dirigirse hacia fuera. El gas y el líquido cruzan en el tope donde
el gas regresa al espacio anular y el líquido pasa dentro de la
bomba.
Cuando hablamos del rendimiento del separador del gas, lo que
nos interesa primeramente es la eficiencia de separación.
Otro término usado en varios programas es el porcentaje de
ingreso de gas (GIP).
El GIP cuantifica cuánto del gas libre presente en la entrada
ingresa a la bomba. Normalmente esto también incluye la
separación natural.
La eficiencia de separación no es número fácil de predecir,
debido al número de variables involucradas. Solamente la
totallibreGas
separadolibreGasseparaciondeEf �.
separacionde.EfGIP �� 1
separación natural podría variar desde 5% hasta 70%
dependiendo del tipo de fluido, velocidades, patrones de flujo,
dimensiones del equipo, desviación del pozo, etc. Normalmente
se usaría los estimados de la regla empírica, en base la
experiencia.
Tipo de separador
Eficiencia de separación
Porcentaje de ingreso de gas
Entrada Estándar 0 – 20 % 80 – 100 %
Flujo inverso 25 – 50 % 50 – 75 %
Rotatorio 80 – 90 % 5 – 20 %
Pruebas de laboratorio realizadas en la Universidad de Tulsa,
mostraron que realmente la separación natural de gas podría
ser hasta 60% y con un separador de gas rotatorio, las
eficiencias de separación totales podrían llegar al 99%. Las
pruebas también indicaron que los separadores de gas (de todo
tipo) tienen rangos de flujo definidos donde son efectivos, y
afuera de estos rangos no funcionan bien.
2.2.4. Protectores
Este componente del sistema de BES está conectado entre la succión de la bomba y el motor, ver figura 2.16, maneja un empuje axial generado por la bomba y balancea la presión dentro del motor y el espacio anular del pozo. El protector utiliza un sello diseñado para igualar la presión interna con la externa, su sección inferior está llena
con aceite de motor y contiene los cojinetes de empuje descendente o ascendente. Existen varios tipos de protectores y entre estos tenemos:
a. Diseño de laberinto.
b. Sello positivo
c. Modular
El diseño de laberinto utiliza la diferencia entre gravedad específica de los fluidos del pozo, y el aceite del motor los mantiene apartados aunque ellos estén en contacto directo. Con este diseño, el aceite del motor y el fluido del pozo están en contacto directo, la cámara del laberinto está aislada de la rotación del eje por el tubo del eje así que no ocurrirá mezcla al prenderse la unidad. El fluido del pozo es generalmente inmiscible con el aceite del motor así pues, aunque haya contacto directo, no hay tendencia a contaminar el aceite del motor. Habrán casos donde el laberinto simplemente no funcionará, en casos donde el fluido del pozo es mas ligero que el aceite del motor (por ej: aprox. 0.85), el aceite del motor irá al fondo de la cámara antes que al tope, causando que el fluido del motor se desplace por el fluido del pozo rápidamente. Si la gravedad del fluido del pozo está cercana a la gravedad del fluido del motor ó es menor, este tipo de protector no debería ser utilizado, los protectores de laberinto tampoco trabajan en pozos horizontales o altamente desviados.
Para aplicaciones donde la gravedad del fluido del pozo y las gravedades del aceite de motor son similares, o donde un pozo es altamente desviado, un diseño diferente de protector utiliza un sello positivo o “bolsa” para separar físicamente los dos fluidos, este es similar al “fuelle” encontrado en algunos motores de pozos de agua excepto que la bolsa tiene mayor capacidad para la expansión y la contracción que un típico “fuelle”. Esta bolsa es hecha de un elastómero de alta temperatura y alto funcionamiento que pueda resistir el duro entorno típicamente encontrado hoyo abajo, la bolsa mantiene el fluido del pozo en el exterior y el aceite del motor limpio en el interior, cuando el motor se expande o se contrae, la bolsa simplemente se dobla para acomodar el cambio de volumen necesario. Si el sello positivo se rompe, el motor puede ser contaminado fácilmente con el fluido del pozo.
El último sistema de protectores es el protector modular cuyo
propósito es proveer lo último en flexibilidad y aplicabilidad,
utilizando solamente pocas partes diferentes. El sistema
modular es actualmente muy simple, consiste de una cabeza,
base, eje, sección sellante (por ej.: un laberinto o un tipo bolsa)
y un cojinete de empuje y con muy pocas partes es posible
fabricar muchas configuraciones. Con los protectores se puede
realizar conexiones en serie, esto es, simplemente una cámara
en línea detrás de otra, para que el fluido entre a la cámara
inferior, éste debe desplazar primero completamente todo el
aceite en la cámara superior. Con cualquier serie de protector
modular, la ventaja primordial es la flexibilidad, utilizando este
sistema, un protector puede ser fabricado para cada aplicación
específica.
El protector tiene tres funciones primarias:
1) Mantener los fluidos del pozo fuera del motor.
2) Manejar el empuje ascendente o descendente desarrollado por la
bomba.
3) Conectar el torque desarrollado en el motor hacia la bomba por el
eje del protector.
Una de las principales funciones del protector es mantener los fluidos fuera del motor donde ellos podrían potencialmente dañarlo; algunos tipos de motores para pozos de agua son actualmente abiertos al fluido del pozo y no se hace ningún esfuerzo para mantener los fluidos fuera del motor. El protector mantiene la misma presión en el interior de la unidad que afuera en el pozo indiferente de la presión externa, debido a que la base del protector está abierta a motor, la presión del motor permanece igual que la presión alrededor de éste. Manteniendo una diferencia de presión despreciable, no hay tendencia para que el fluido del pozo penetre en el motor, obviamente el protector debe permitir “comunicación” con el fluido del pozo de algún modo.
Otra función del protector es absorber el empuje ascendente
o descendente generado por la bomba, el cojinete del
protector da una superficie adicional muy grande que absorbe el
empuje, en adición, éste opera por tanto en un entorno de
aceite limpio que prolonga en gran forma la vida de la unidad
BES. Se debe tomar cuidado para seleccionar un cojinete de
empuje descendente que pueda manejar más carga de lo que la
bomba pueda generar.
Además la función que el protector lleva a cabo es la
transmisión de torque del motor a la bomba puesto que
físicamente se localiza entre los dos. Aunque esto puede
parecer un poco trivial, en el proceso de selección, necesitamos
estar seguros de que el eje del protector sea capaz de mandar
el torque completo requerido sin exceder su resistencia máxima
lo que podría resultar un eje roto.
2.2.5. Motores
El diseño del motor (Fig. 2.17) de una BES es trifásico y no
difiere mucho con un motor normal de superficie. Una de las
partes fundamentales es el Estator que está hecho de
laminaciones de hierro con tres vueltas grandes de conductores
(una para cada fase), cuando la corriente está fluyendo a través
de una fase, se induce un campo magnético, debido a esta
configuración el interior del estator mantiene un fuerte campo
magnético y la fuerza del campo dependerá de la cantidad de
corriente que fluye a través del devanado de la fase. Cuanto
más cobre tengamos en el estator, más reduciremos las
perdidas en el devanado haciendo al motor más eficiente. Esto
es solamente la mitad de la batalla; el estator toma energía
eléctrica y la transforma en energía magnética, lo siguiente es
tomar la energía magnética y transformarla en trabajo útil.
Si colocamos una vuelta de alambre dentro de un campo
magnético, y si una corriente está fluyendo a través de éste,
ésta crea un campo magnético alrededor de éste, con dos
campos magnéticos podemos tener fuerzas atractivas y
repulsivas y así colocar una fuerza en el “loop” (vuelta). Si el
loop está alineado con el campo magnético, el campo
magnético secundario estará perpendicular al campo principal.
Esto causará dos fuerzas iguales y opuestas (un torque) en el
loop, haciendo que éste quiera girar para balancear las fuerzas.
(Fig. 2.18). Para conseguir que el loop gire más que esto,
necesitamos cambiar la dirección del campo magnético,
recuerde que la dirección del campo magnético depende de la
dirección del flujo de corriente en el alambre. Con corriente
alterna, AC, la dirección del flujo de corriente cambia 60 veces
pos segundo (o 50 veces por segundo en sistema de potencia
de 50Hz.). Debido a la forma en que el motor está devanado la
corriente AC trifásica induce un campo magnético en el estator
de dos polos. Los motores para BES utilizan potencia de tres
fases separadas 120º cada una.
Otra de las partes fundamentales es el Rotor que realmente es
un loop de cobre compuesto por muchas barras de cobre
cortocircuitadas en los extremos por un anillo de cobre. El rotor
es llamado jaula de ardilla a causa de su parecido con éstas.
Para resumir el proceso, el rotor toma energía eléctrica (KWA)
de la superficie y la transforma en energía magnética en las
laminaciones del estator, el campo magnético del estator induce
un flujo de corriente (energía eléctrica) en el rotor, esta energía
eléctrica en el rotor induce un campo magnético secundario en
las laminaciones del rotor, los polos magnéticos del rotor serán
atraídos y repelidos por los polos magnéticos del estator, como
el campo magnético del estator se está moviendo, el rotor se
moverá intentando seguirlo. El rotor tratará de alcanzar el
campo del estator (el cual gira 3600RPM con 60Hz.) pero nunca
lo logra, la velocidad del rotor será un poco menor y la
diferencia se llama deslizamiento. En ambos rotor y estator,
existe un balance entre la máxima y cantidad de cobre y la
cantidad de acero de las laminaciones
En la selección de un motor para una aplicación, necesitamos
mirar los rangos del motor y predecir que el rendimiento del
motor no esté debajo de carga de ser aplicada; generalmente
no podemos tener alta eficiencia y alto factor de potencia juntos,
si incrementamos uno de ellos el otro tiende a disminuir, si
estamos utilizando la energía eléctrica para inducir un campo
magnético en el estator, no toda esta energía es utilizada para
entregar potencia (HP) al eje.
En realidad el motor no provee la potencia indicada en la placa,
la potencia requerida por la bomba puede no ser exactamente
igual o las condiciones en la superficie no permiten al motor
tener el voltaje deseado, así el motor provee exactamente la
cantidad requerida por la bomba. La mayoría de los motores
están diseñados para tener su máxima eficiencia con una
velocidad y factor de potencia aceptable en el “punto de
diseño”, así es como se determina el rango. Si cargamos el
motor a un valor diferente de la potencia de la placa
normalmente algo sufre, ya sea la eficiencia o la velocidad, si el
motor no excede sus capacidades físicas, no habrá ningún
problema, de hecho es una práctica común en la industria
sobrecargar un motor o decir que estos tienen un 10% de
potencia adicional disponible en pozos fríos, en ciertas
ocasiones, es necesario subcargar al motor si el motor es muy
caliente, en otras si la temperatura del pozo es muy baja
podemos utilizar más potencia que la establecida en la placa.
Cuando ponemos más carga en el motor por un lado girará mas
lento y por el otro generará más calor interno y operará a más
temperatura. Esta reducción de velocidad se llama
deslizamiento lo cual es necesario para generar más potencia,
debido a que el motor no es 100% eficiente, una parte de esta
potencia se pierde como calor; si la eficiencia fuera constante
mayor potencia resultaría en más calor generado.
El motor puede ser utilizado con corriente alterna de 60Hz ó 50Hz; no hay diferencia entre uno y otro con excepción de la placa del motor y su rendimiento cambia con la carga. Los motores de alto voltaje no son ni más ni menos eficientes que los de bajo voltaje, bajo voltaje significa alto amperaje resultando en una alta caída de voltaje en el cable de potencia, aunque la eficiencia del motor no cambia, la eficiencia del sistema global del sistema disminuirá con alto amperaje. Si el amperaje es demasiado alto, es posible que el motor no pueda arrancar debido a que el amperaje de arranque causa una caída de voltaje transitoria en el cable de potencia, si el motor no recibe más de 50% del voltaje de la placa en los terminales, no arrancará. Recuerde que el alto voltaje usualmente es mejor, pero no debe exceder el rango del arrancador.
El motor está diseñado tomando en cuenta las tolerancias
requeridas para manejar su expansión térmica, si hay
demasiada expansión, como resultado de un recalentamiento,
las tolerancias podrían ser excedidas, dañando posiblemente
los cojinetes.
Los motores pueden venir tanto en secciones simples como
tándem, en una sección simple la potencia no puede ser
aumentada, en cambio, una sección tándem puede ser
conectada con otra para aumentar la capacidad del motor. Los
motores de diámetro más grande son normalmente más
económicos, estos también pueden entregar más potencia sin
necesidad de utilizar conexiones del tipo tándem lo cual mejora
la confianza debido a que el sistema es más simple.
2.2.6. Sensor de presión
El sensor de presión o sensor de fondo permite un mejor control de la operación del equipo BES por medio del monitoreo continuo de parámetros como presión y temperatura y los dispositivos de protección. Para obtener una mejor descripción mas precisa de las
condiciones del fondo del pozo. Existe una variedad de
paquetes y métodos de instalación disponibles. Se puede medir
con sensores de fondo del pozo los parámetros, presión(de
succión/descarga), temperatura(del fluido/de los embobinados
del motor), corriente de fuga, tasa de flujo, rigidez dieléctrica del
aceite del motor y vibración.
Se recomienda que el usuario decida acerca de las variables
que necesite monitorear en el fondo del pozo y cual es la
precisión de esas mediciones.
2.2.7. Cable Eléctrico
El cable de potencia sumergible es uno de los componentes
más importantes y sensibles en la aplicación de BES, el éxito o
fracaso de la aplicación depende en gran parte de la buena
selección e instalación del cable de subsuelo. Debe garantizar
el suministro de potencia al motor; para su selección deben
considerarse parámetros tales como la caída de voltaje,
temperatura y fluidos que lo rodean. Tiene dos configuraciones
básicas: plana y redonda.
En los pozos muy profundos o problemáticos, en algunos casos,
el cable puede ser el componente más costoso de la unidad, el
cable consiste de tres conductores que pueden ser sólidos o
trenzados, las conexiones del cable al motor son de tipo “Tape
In”, este punto de interconexión entre la potencia que viene de
la superficie y los devanados del motor, normalmente es
conocido como “pothead” (Terminal de potencia) que es un
punto crítico; aunque no existe un diferencial de presión a
través de esta conexión, los materiales y el diseño son la clave
para prevenir las fallas eléctricas.
Es fabricado de diversos materiales para proteger al conductor
y asegurar su integridad bajo las condiciones de operación y
medio ambiente. El cable también utiliza una capa de aleación
de estaño sobre los conductores individuales para proveer una
protección adicional contra sustancias como el Sulfuro de
Hidrógeno en el pozo, cada conductor es aislado
individualmente con un material apropiado, este aislamiento es
mecánicamente adherido al conductor, estos conductores
aislados pueden tener adicionalmente una barrera protectora
y/o una malla aplicada sobre ellos. Posteriormente, el cable es
reencamisado para protección química y mecánica, y finalmente
éste es acorazado (Fig. 2.19).
La selección del cable apropiado es crítica para la aplicación y
depende de muchos factores; primero debemos considerar los
criterios de diseño, es importante determinar cuál es la función
del cable y que parámetros afectarán el proceso de selección.
El cable lleva potencia eléctrica desde la superficie hasta el
motor de subsuelo y también puede transmitir señales de
presión y temperatura de regreso a la superficie. Principalmente
estamos interesados en dos cosas:
1. Si el cable tiene aislamiento suficiente para soportar el
voltaje requerido.
2. Si el cable cabrá en el pozo
El cable para BES generalmente es fabricado para varios
valores de voltaje tales como: 3KV, 4KV y 5KV.
Normalmente el cable está disponible en tamaños desde Nº 6
AWG (American Wire Gauge) hasta Nº 2/0 AWG. AWG significa
el tamaño del conductor (Fig.2.20). Hay otros sistemas usados
como “CM” milésimas circulares o en el sistema métrico que se
usa mm2. Mientras más pequeño sea el cable en relación al
espacio disponible en el anular, más fácil será la instalación,
esto se puede lograr con un conductor más pequeño o, también
con un cambio en la geometría del cable (redonda o plana). En
el cable redondo, los conductores está trenzados, esto da al
cable buena resistencia axial, los conductores individuales
peden reordenarse cuando un esfuerzo comprime el cable. Una
desventaja del cable plano es que generalmente ofrece menor
protección mecánica que el redondo, por lo que será más que
susceptible a dañarse durante la instalación; otra desventaja, y
posiblemente más importante, del cable plano es que éste es
asimétrico mientras que el redondo si es simétrico. En el cable
plano, una parte de la corriente que circula por el cable se
pierde como calor, por lo que el cable tendrá una temperatura
mayor que la del entorno, mientras que en el cable redondo,
todos los conductores se calientan por igual. En un cable plano
los conductores laterales se encuentran en ambiente similar por
lo que se calientan uniformemente, el conductor central, sin
embargo, tiene dos calentadores a los costados por lo que no
puede disipar tanto calor como los otros, el resultado es que el
conductor central trabaja más caliente que los otros dos. La
caída de voltaje en un conductor depende directamente de la
temperatura y como la temperatura es más alta, la pérdida será
mayor, en el cable plano, el voltaje trifásico en los terminales del
motor normalmente estará desbalanceado aunque el voltaje
esté perfectamente balanceado en la superficie.
Un desbalance de voltaje recalentará el motor un poco más de
lo normal, usualmente esto no es crítico. Debido a que el voltaje
en la superficie, normalmente no está balanceado en forma
perfecta, el cable se puede desconectar y reconectar en la caja
de venteo con las tres configuraciones posibles (manteniendo la
rotación correcta) para determinar la forma que causa menor
desbalance. El cable de extensión al motor puede enfrentar
problemas críticos ya que esta extensión casi siempre necesita
ser instalada en un espacio más reducido que el cable de
subsuelo debido a que la bomba y el motor, en muchos casos,
son de un diámetro mayor que los cuellos de la tubería,
además, está localizado en el lugar de mayor temperatura en el
pozo en donde los factores ambientales será exigentes. Debido
a esto, el cable de extensión es de sección plana.
Un conductor puede ser compactado después que los hilos
hayan sido trenzados, esto se hace para reducir su diámetro
efectivo, lo que reducirá el diámetro de todo el cable sin pérdida
de volumen de cobre. El cable trenzado y compactado mantiene
su capacidad de conducir corriente y al mismo tiempo retiene su
flexibilidad. (Fig. 2.21). Es conveniente que los conductores de
mayor tamaño sean trenzados, para mejorar su manejo en el
campo. El hilo central está revestido con goma para prevenir
que el gas pase hacia arriba a través del cable, esto elimina
espacio libre en los intersticios.
2.2.8. Herramienta “Y” o Y tool
Permite intervención al pozo con Línea de Acero o tubería
flexible. Permite toma de registros con el pozo operando.
Las herramientas Y o by pass son usadas cuando se desea
tratar o trabajar sobre el pozo sin halar el sistema de bombeo o
para múltiples instalaciones de BES en un solo hueco del pozo,
una herramienta Y permite la continuación de la sarta de
producción que es colocada lateralmente al sistema de bombeo.
Estas extensiones de tubería de producción sirven como paso
para las herramientas de registro o los tubos en espiral (coiled
tubing), un tapón es colocado en la tubería de producción
cuando el pozo está en operación para prevenir la recirculación
de fluidos bombeados.
El tamaño de los tubos de by pass puede afectar la selección
del motor y la bomba por esta razón todos los elementos para
by pass de la tubería de producción necesitan ser identificados.
CAPITULO 3
3. DISEÑO DE UN SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE BOMBEO ELECTRO-SUMERGIBLE
Para instalar un sistema de bombeo electro-sumergible, se debe disponer
y conocer el historial de los pozos a los cuales se implantará este sistema
artificial de producción. Por lo tanto, deben conocerse las condiciones de
trabajo de los pozos, el régimen de explotación y los fluidos que se van a
producir o se han producido.
3.1. Consideraciones de diseño
Al realizar un diseño de bombeo electro sumergible, es necesario
considerar un sinnúmero de parámetros que influyen en la operación.
La principal limitación de la calidad de un diseño de BES es la calidad de
los datos utilizados. Los datos de los elementos requeridos para el diseño
del BES pueden ser divididos en seis categorías:
1. Información General: Identifica el pozo y quien recolecta los datos
con fecha.
2. La Geometría del Pozo: Describe la trayectoria del pozo y detalles
del equipamiento de completación.
3. La Información de Superficie: Describe el equipamiento y las
condiciones de la superficie.
4. Las Propiedades del Fluido: Describe el fluido producido del pozo y
los químicos introducidos para prevención de depósitos y
corrosión.
5. Características del flujo de Ingreso: Contiene datos de los
elementos que describen la productividad de los pozos. Estos
datos son críticos e importantes en un diseño de BES. Debe
cuidarse que estos datos sean tan precisos como sea posible.
6. Especifica el criterio de diseño para el desempeño deseado de la
instalación de BES.
Las cinco primeras categorías definen el medio ambiente en el cual
operará el BES. La categoría sexta define los parámetros de operación
deseados por el operador del pozo.
La hoja de ingreso de datos contiene los datos mínimos requeridos para
el diseño del BES. Información adicional que puede ser usada por el
diseñador de BES incluye, el esquema del pozo, los reportes PVT, los
reportes de la composición del petróleo y gas y los reportes de análisis de
agua.
3.2. Cuantificación del diseño
Para diseñar un sistema BES, se deben realizar los siguientes pasos:
1. Acumulación de la Base de Datos – Hoja de Datos.
2. Estimación de operación del Equipo – Prueba de pozos.
3. Selección de la succión y la bomba.
4. Selección del motor.
5. Selección del cable.
6. Selección del equipo auxiliar.
Estos pasos para el diseño de BES se ilustran como un proceso lineal
pero en realidad se requieren interacciones, puesto que una pieza o
equipo en particular puede influenciar a un equipo previamente
seleccionado. Los detalles de estos pasos se describen en el
desarrollo del capitulo.
3.2.1. Propiedades físicas del fluido manejado por la bomba Dentro de las propiedades físicas de los hidrocarburos y sus
otros componentes podemos encontrar:
Peso molecular
Punto de ebullición
Presión Crítica
Temperatura Crítica
Gravedades Específicas
Viscosidad
Presión de Burbuja
3.2.2. Selección de la bomba
Una bomba con la capacidad deseada acoplada con la
producción del pozo debe ser seleccionada basada en las
expectativas de desempeño del pozo en concordancia con los
datos de desempeño de la bomba tomados desde el catalogo
de los fabricantes de la misma. Adicionalmente deben tomarse
en cuenta las limitaciones operacionales durante esta selección.
Esas limitaciones incluyen: el tamaño de la tubería de
revestimiento, límite de presión de ruptura de la carcaza,
resistencia de esfuerzo del eje, medio ambientes corrosivos,
abrasivos o gaseosos y ROR.
Con las curvas de comportamiento de la bomba (Anexo 1) se
puede determinar:
� La altura producida o nivel de fluido que levanta cada etapa.
� La potencia requerida (caballos de fuerza) y
� La eficiencia hidráulica para cualquier caudal.
El Procedimiento Práctico Recomendado por el API (API RP
11S2) con respecto a la prueba y aceptación de las bombas
BES afectará el ROR determinado para cada bomba. Las BES
deben estar dentro de � 5% de altura y flujo, y estar por debajo
de +8% de los caballos de fuerza al freno dentro del ROR y
estar dentro del � 10% de eficiencia en su punto de mejor
eficiencia; (Fig. 3.1) las etapas son designadas de acuerdo al
punto de mejor eficiencia en barriles por día (a 60 Hz.).
No todas las bombas tienen un rendimiento idéntico al de la
curva del catálogo. Normalmente las bombas producen en
forma similar a la curva del catálogo cerca del punto de mejor
eficiencia. Pero el rendimiento de la bomba puede ser muy
diferente al de la curva, para tasas de flujo muy alejadas de este
punto. Algunos valores del ROR pueden simplemente
establecerse con la finalidad de cumplir la prueba API.
Las bombas centrífugas obedecen, dentro de un amplio rango
de velocidades de giro, a una serie de leyes conocidas como
“Leyes de Afinidad”
���
����
1RPM
2RPM*TasaTasa 1RPM2RPM
Estas leyes son correctas porque están basadas en la velocidad
de rotación. Estas leyes se pueden expresar en términos de
frecuencia, si se toma en cuenta que esta es la que define
realmente la velocidad.
3.2.3. Cálculo de la Altura Dinámica Total
La Altura Dinámica Total o comúnmente conocida como TDH
por sus siglas en inglés (Total Dynamic High) es la altura real
que la bomba debe generar para llevar el fluido hasta la
superficie. Diseñar una bomba puede ser relativamente sencillo
si la TDH es dada.
Una etapa de una bomba moverá fluido una cierta distancia a
una proporción de flujo dada. Se exigen numerosas etapas
para bombear fluido distancias más largas o a presiones más
altas. Esta distancia total es expresada en pies de cabeza y es
llamada TDH
2
1RPM2RPM 1RPM
2RPM*AlturaAltura �
��
����
3
1RPM2RPM 1RPM
2RPM*BHPBHP �
��
����
La TDH consiste de tres componentes básicos, ver figura 3.2:
1. El levantamiento neto.
2. La pérdida por fricción en la tubería.
3. La presión de cabezal que la bomba debe vencer.
Primero veremos el “levantamiento neto”, este es la distancia
que el fluido debe recorrer para llegar a la superficie, es decir la
distancia desde el nivel del fluido dinámico hasta la superficie.
Esto es expresado por la siguiente ecuación:
Lev. Neto=Prof. de bomba – nivel fluido sobre la bomba El levantamiento depende de donde se encuentra el nivel de
fluido y no de la ubicación de la bomba dentro del fluido debido
a que colocando la bomba arriba o mas abajo, el levantamiento
neto no cambia. Al parar o situar la bomba, el nivel de fluido en
la tubería será igual al nivel en el anular y este nivel de fluido
encima de la bomba está generando presión a la entrada.
Si en lugar de levantar el fluido verticalmente lo hacemos de
costado no sucede nada ya que el trabajo será cero; si el pozo
es desviado la distancia total medida desde la superficie podría
ser mayor, pero lo que importa es la distancia vertical ó TVD.
En segundo lugar tenemos la “perdida por fricción". Fricción
es una pérdida de energía (realmente se mide como pérdida de
presión) debido a la resistencia viscosa del fluido. En un fluido
las moléculas se mueven libremente entre si con muy poca
resistencia, la resistencia es originada por las fuerzas que
deben sobreponerse, mientras mayor sea el esfuerzo de
fuerzas, mayor será la viscosidad.
En un fluido monofásico, la mayoría del líquido está en
movimiento sin producir mucho esfuerzo en el mismo, en este
caso la fricción puede ser ignorada; las paredes de la tubería
tienden a adherirse al fluido, la resistencia al movimiento entre
la tubería y el fluido se incrementa con la velocidad del fluido.
La cantidad de fricción presente se puede representar por un
“factor de fricción” – f. Existen varias ecuaciones para
determinar f pero no se discutirán aquí.
Afortunadamente, en la literatura técnica existen gráficas
disponibles para calcular las pérdidas de presión por fricción en
tuberías estándar API, entonces la ecuación antes mencionada
no es necesaria. Dichas gráficas deben utilizarse con reserva ya
que no establece el tipo de fluido que manejan por lo que su
aplicación no debe generalizarse. No deben usarse para
tuberías que manejan flujo multifásico. Las pérdidas por fricción
son menores en flujo monofásico. Normalmente se usan
graficas similares a la figura 3.3. Para utilizar las tablas primero
buscamos la tasa de flujo deseado en el eje horizontal y luego
nos movemos verticalmente hacia la tubería a utilizar. Segundo,
leemos la perdida por fricción en el eje vertical que estará dado
en pies de tubería por cada mil pies de tubería
Perd.Fricción=(lectura fig. 3.4/1000)*long. Tub. (MD) Como tercer punto tenemos la “presión de cabezal” que la
bomba debe vencer, es decir la presión con la que debe llegar
el fluido a la superficie y esta presión debe ser convertida en
“pies” para poder añadirla a los otro dos puntos del calculo de
TDH. Técnicamente existen dos presiones de cabezal que son:
la presión en el revestimiento de producción y la presión en la
tubería de producción.
Entonces la TDH será la suma del levantamiento neto, perdida
por fricción y presión de cabezal.
3.2.4. Determinación de la viscosidad del fluido La viscosidad produce varios efectos en los equipos del sistema
de BES, entre estos tenemos:
� Degradación de la curva de carga
� Incremento de potencia HP
� Formación de emulsión
� Efectos de bache en la emulsión
� Torque elevado al arranque (Start-up)
� Impacto en el equipo superficial
� Software de Diseño necesita reflejar los requerimientos de
corrección de viscosidad.
La temperatura es la variable más importante que afecta la
viscosidad de un líquido ya que es una medida de movimiento
molecular. Afortunadamente, la mayoría de crudos tienen una
viscosidad tal que ellos se producen en el rango de flujo
turbulento donde el corte variable es despreciable.
Simbólicamente:
Se puede encontrar el valor de la viscosidad a las condiciones
de superficie pero a las temperaturas del fondo del pozo es un
poco difícil de calcular esos valores en el campo, así ese valor
se lo determina a través del gráfico de William D. McCain, Jr.
publicado en la Segunda Edición de “Properties of Petroleum
Fluids” en 1990, que se ilustra en la figura 3.4.
3.2.5. Determinación de las presiones empleadas para el diseño
Dentro de las presiones del sistema tenemos la presión en
cabezal del pozo fluyendo (Pwh) llamada a veces “presión de
superficie”, “contrapresión” o “presión en la línea de flujo”. El
xv
AF
cortedeoporcion
cortedeFuerza
��
���__Pr
__
término más preciso sería “Presión de descarga de la tubería”,
ya que ésta es la presión en la descarga de la tubería del pozo.
“Contrapresión” es un buen término ya que sugiere la ubicación
correcta en la descarga de la tubería. “Presión en la línea de
flujo” puede ser una presión más baja, si un reductor (Choke) es
colocado en el cabezal del pozo. “Presión de superficie” es un
término ambiguo. Todos estos términos son utilizados en la
industria.
Además tenemos la “presión estática en el fondo del pozo”
(pws) o en ocasiones llamada “presión del reservorio” (pr); esta
presión es mayor que la presión con la que se está produciendo
el pozo, este valor se lo puede obtener realizando un prueba de
build up en el pozo y es usualmente obtenida lo más cercano a
la profundidad de las perforaciones que se este produciendo.
La “presión de pozo fluyendo” (Pwf – Pressure Well Flowing)
es la presión con la que sale el fluido desde el reservorio hacia
el pozo, es decir, la presión en la cara de la arena a la
profundidad de las perforaciones durante la producción del
pozo.
Así también tenemos la “presión de succión de la bomba”
(PIP – Pressure Intake Pump) que es la presión a la que se
encuentra el fluido al nivel en que se encuentra ubicada la
entrada de la bomba que es la presión con la que la bomba
succiona el fluido que se encuentre en el pozo.
La “presión de descarga de la bomba” (PD – Discharge Pump)
es la presión con que el fluido es expulsado de la bomba electro
sumergible y sigue su curso por el tubing hacia la superficie.
3.2.6. Calculo de la potencia del motor Los principios básicos de diseño y operación del motor para
BES son los mismos que los motores eléctricos normales de
superficie. El primer paso en la selección del motor es
determinar la potencia requerida para la aplicación,
considerando todos los componentes tales como la Bomba,
Separador de Gas, Protector y Condiciones de Operación.
El motor puede ser utilizado con corriente alterna de 50 Hz. ó 60
Hz. Al momento de seleccionar el motor apropiado para una
aplicación particular, se debe seguir un procedimiento sencillo
que considere los parámetros más importantes y permita
descartar aquellos motores no adecuados.
Este procedimiento consiste en determinar:
1. Serie del motor,
2. Tipo,
3. Configuración: Simple o Tándem; Voltaje y Amperaje
4. Cond. de operación y máxima temperatura de operación
del motor
1. SERIE DEL MOTOR
El principio básico es seleccionar el motor de mayor diámetro
que pueda ser instalado libremente a través del casing (o de la
camisa de flujo si es el caso). También pueden entregar más
potencia sin la necesidad de utilizar motores en “tándem” lo cual
también es preferible porque: “mientras más simple, el
sistema es mejor”. Ver Anexo 2.
2. TIPO DEL MOTOR
El comportamiento de los motores cambia de acuerdo a la
carga a la que están sometidos (potencia entregada). Cada tipo
de motor tiene sus curvas de rendimiento. Además también
depende de la temperatura de fondo, cada tipo de motor puede
trabajar hasta cierto límite de temperatura.
3. VOLTAJE Y AMPERAJE DEL MOTOR
Después de seleccionar el “tipo” de motor que se usará, con la
potencia del motor que se ha calculado ya se sabrá si es
necesario un motor simple o un tándem de motores. Para el
mismo tipo de motor y la misma potencia, hay algunos motores
con diferentes voltajes y amperajes. Ver Anexo 2.
¿Por qué se tiene motores de más de un voltaje? La respuesta
no está en el motor si no en un balance de pérdidas de voltaje
en el cable de potencia. Bajo voltaje, entonces alto amperaje,
resultando en un alta caída de voltaje en el cable de potencia,
un cable más delgado tendrá mayor potencia. Aunque la
eficiencia del motor no cambia. La eficiencia total del sistema
disminuirá con un alto amperaje.
Si el amperaje es demasiado alto, es posible que el motor no
pueda arrancar debido a que en el arranque se producirá una
alta caída de voltaje transitoria. Si el motor no recibe más de
50% del voltaje de la placa en los terminales, no arrancará.
CONFIGURACIÓN DEL MOTOR: En un motor de sección
simple la potencia no puede ser aumentada, en cambio,
usando motores de configuración tándem se puede obtener la
potencia requerida. Cuando se configuran motores tándem,
siempre se deberá acoplar motores de la misma potencia (HP) y
voltaje.: a) Las potencias de cada uno se suman; b) el voltaje
también se suma y c) el amperaje no cambiará.
4. CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN Y TEMPERATURA
DE OPERACIÓN DEL MOTOR
Una vez definido el motor a usar, se debe verificar la
temperatura de operación del motor para las condiciones de
diseño. Si la temperatura es muy alta, se debe seleccionar otro
motor (u otro rating) hasta obtener el mejor motor para la
aplicación específica.
Es posible seleccionar al motor conservadoramente o
agresivamente, con respecto a los HP, considerando todas las
variables involucradas y asegurando que el motor estará
operando dentro de sus límites físicos. Dentro de las
características de operación, se debe considerar,
� Operación con VSD ó Switchboard.
� Características del fluido.
� Desplazamiento de fluido de completación.
� Temperatura.
� Selección del tipo de aceite apropiado.
� Temp. del fluido a la profundidad de asentamiento.
� Temp. de superficie.
� Temp. de operación del motor, y
� Potencia del motor.
El RATING del Motor, es su habilidad para operar a cierta
temperatura, con una razonable vida útil, además define el
rango útil de comportamiento del motor, sin que el usuario se
preocupe por el daño del motor. El “rating” de la placa del motor
es una medida de capacidad para entregar potencia.
Si no hay mucha información conocida sobre la aplicación es
preferible usar el motor con el rating más conservado para tener
un margen de seguridad. La mayoría de los motores se diseñan
para tener una máxima eficiencia con una velocidad y factor
de potencia aceptables en el “punto de diseño”. Este punto es
al cual se fija el rating del motor.
Que pasa cuando se somete al motor a una carga mayor a la
nominal? Por una parte, para generar los HP adicionales el
motor girará mas lento (esta reducción en la velocidad se llama
deslizamiento, el cual aumenta para generar mas potencia). Por
otra parte, generará más calor interno y operará más caliente
(debido a que el motor no es 100% eficiente, una parte de esta
potencia se pierde como calor).
3.2.7. Selección del Cable de Potencia Sumergible La selección de un cable consta de un procedimiento de dos
partes:
1) Selección correcta del tamaño del cable (AWG)
2) Selección correcta de la fabricación del cable
Con respecto al tamaño, el propósito del cable es llevar
corriente desde la superficie hasta el motor, en este caso,
siempre el más grande será mejor. La razón de esto es que, en
un cable de menor diámetro habrá más caída de voltaje y por lo
tanto la eficiencia total del sistema eléctrico se reducirá, cables
más grandes tendrán mayor eficiencia total pero serán más
costosos, además, si el cable es muy grande simplemente no
pasará por el pozo. Para seleccionar el tamaño del cable,
necesitamos conocer la caída de voltaje que tendrá, la caída
será una función del flujo de corriente que pasa por el
conductor, el tamaño, la longitud, y posiblemente su
temperatura.
En el gráfico de Caída versus Amperaje (Fig. 3.5), hay una
línea de marca horizontal a 30V/100’, esto significa un límite
máximo por la caída en base a experiencia, generalmente, una
caída mayor de 30V/100’ en un sistema de BES resulta
antieconómico. Aunque operacionalmente, una caída mayor no
representa problemas para el cable.
Otra cosa a la que necesitamos prestar atención son los
problemas de arranque, un cable puede ser aceptable para la
operación normal, pero es posible que sea tan pequeño que el
motor no pueda arrancar. En el momento del arranque de un
motor de BES, hay una demanda de corriente, transitoria pero
significante, que normalmente es de alrededor de cinco veces el
valor de la corriente de operación del motor; esta puede ser tan
grande como ocho veces o más en los pozos poco profundos.
Normalmente un motor de BES no puede arrancarse si el
voltaje que recibe durante el arranque es menor que el 50%
del valor de la placa, Con respecto al problema de arranque,
siempre habrá más de una opción para el tamaño del cable
basado en los cálculos para el arranque. Por lo tanto, la
selección viene a ser una decisión en base a la experiencia.
Si un pozo es muy profundo, y necesita un cable de plomo en la
parte inferior pero no en el resto del pozo, puede ser
beneficioso combinar dos cables diferentes para reducir costo.
Hay una gran variedad de cables sumergibles disponible y éstos
están diseñados para funcionar en muchas aplicaciones.
3.3. Programa de computo
Debido a la gran variedad de parámetros que se deben determinar
para diseñar un sistema BES, se hace preciso buscar un proceso
sistemático que considere varias alternativas; un método que
además de seguir una secuencia de pasos, pueda realizar
comparaciones y permita tomar decisiones acertadas. Para ello, se
necesita hacer uso de un algoritmo, de tal forma que al ser escrito
en lenguaje de programación representara gran ventaja ya que
ahorrará tiempo y esfuerzo, así como los errores humanos
inevitables tales como mal lectura de gráficos, truncamiento de
decisiones, etc.
De ahí la necesidad del “SOFTWARE PARA EL DISEÑO DE
BOMBEO ELECTRO SUMERGIBLE” para que resuelva nuestras
necesidades. De ahora en adelante, el programa de computo será
referido únicamente como “SOFTWARE BES”.
El “SOFTWARE BES” es un programa de computo que realiza el
diseño de un sistema BES, está escrito en lenguaje de
programación VISUAL BASIC y puede ser instalado y ejecutado en
cualquier tipo de computadoras.
Al ser ejecutado el “SOFTWARE BES” a manera de “diálogo”
cualquier persona, aunque se encuentre desligada del diseño de un
sistema de BES, puede ingresar los datos; lo único que necesita son
los nombres de los parámetros pedidos y sus respectivos valores.
3.3.1. Metodología de procedimiento
1. Una vez introducidos los datos Mecánicos, de Producción,
Condiciones de los Fluidos y Posibles Problemas se puede
proceder a computar los cálculos intermedios necesarios dentro
del SOFTWARE BES que se detallan a continuación.
2. Determinar la gravedad especifica del petróleo: En un pozo con nivel de fluido alto y presión de cabezal alta, la
gravedad específica sería significativa. Y cuando el fluido es
combinado necesitamos obtener una gravedad específica
compuesta, la mejor manera de hacerlo es tomar un promedio
aritmético y para ello se usa la siguiente fórmula:
3. Calculo del gradiente del fluido:
4. La pérdida por fricción dentro del tubing:
APIº5.131
5.141oil �
��
100BSW*)100
BSW1(* aguaoilM ������
100BSW*)003.0API*º00465.0(API*º00465.0458.0grad ����
120C96
1000Total.ofPr
*ID
286.34Q
C100
*083.2fricc_Perd8655.4
85.1.des
85.1
Fórmula de Hazem/Williams, figura 3.3. 5. En el caso de necesitar los cálculos para fluido viscoso se
realizara el siguiente procedimiento en el cual se ha obtenido
las ecuaciones de las figuras que se usan para el procedimiento
manual.
a) Determine la viscosidad absoluta sin gas en Centipoises, cp.
figura 3.4; Begs & Robinson’s propusieron la siguiente
ecuación:
b) Con el valor de viscosidad absoluta sin gas y el GOR
encontrar la viscosidad corregida con gas en solución, en cp.
figura 3.6.
c) Convertimos la viscosidad corregida, cp a Saybolt Second
Universal (SSU), utilizando la gravedad especifica del fluido y
la viscosidad corregida por gas en centipoises, figura 3.7.
� � � � � � F API abs T log . . . log log 10 10 10 5644 0 025086 0 6853 1 1 � � � � � �
� �� �
Babs o
.
.
A
Rs .B
Rs.A
� � �
��
���
�
330
5150
150445
10071510
� �95380074450
F
fluido
abs
101
T00029706054SSU .v*.
º v**..
v
��
��
���
d) Determinamos el factor de corrección según el tipo de
emulsión (fuerte, media o suelta). Para lo cual usamos el
corte de agua, figura 3.8.
e) La viscosidad del fluido será igual a:
Viscosidad en SSU x Factor de emulsión
f) Hallamos los factores de corrección para el diseño de
bombas eléctricas: 50 < SSU < 2000
� Factor de Capacidad:
� Factor de Cabeza:
� Factor de Potencia
31127 SSU*10*24.4SSU*10*98.1SSU*00042.0019.1cap_Fact �� ����
31127 SSU*10*51.4SSU*10*98.1SSU*00038.0013.1cab_Fact �� ����
70713.0
70713.0
SSU69021.25
SSU*43787.1165787.20pot_Fact
�
��
� � 0.22161
BSW*0.006685-0.9977baja_Em�
�
� � 0.39261
BSW*0.010333-0.9734media_Em�
�
� � 0.37971
BSW*0.011071-0.9804fuerte_Em�
�
6. Métodos de Índice de Productividad
Método IPR constante (parte recta de la figura 3.9)
Presión de pozo fluyente a la tasa Qmax deseada:
Caudal máximo que se puede producir: Método IPR de Vogel (parte curva de la figura 3.9)
Presión de pozo fluyente a la tasa Qmax deseada:
Caudal máximo que se puede producir: Método IPR Compuesto (figura 3.9)
Presión de pozo fluyente a la tasa Qmax deseada: Caudal máximo que se puede producir: 7. A continuación se obtiene la Presión de Entrada de la Bomba
IP
desmaxQPrQdes@Pwf ��
cap_factor
Pr*IPmaxQ �
� �PbPrIPQb ��
maxQQ0;IP*Pb
Q76.524.32.0
6.1
PbPwf ��
���
�
���
�����
8.1
Pb*IPmaxQ �
QbQ0;IP
QPrPwf ����
maxQQQb;IP*Pb
QbQ76.524.32.0
6.1
PbPwf ��
���
�
���
� �����
8.1
Pb*IPQbmaxQ ��
grad*)ofProf(PrPwfPIP asentperf ���
8. Determinar el fluido total mezclado: agua, petróleo y gas libre
presente en la bomba mediante la siguiente secuencia.
Lo primero que necesita es la cantidad de Gas en solución. Luego, se necesita el factor volumétrico del crudo En caso de encontrarse la presión arriba de la presión de
burbuja necesita se necesita ajustar el factor de volumen
Además, se necesita el factor volumétrico del gas, Donde la
compresibilidad del gas (Z) es función de la presión,
temperatura y gravedad especifica del gas, calculado mediante
la correlación de Hall &Yarborough.
También se puede obtener el factor volumétrico del agua.
� �
� � ���
�
���
���
F000910
API01250
g10
10
218
PRs
*º.
*.
*.
*
175150
o
gOb F251Rsb00014709720
..
*º.**..���
�
�
���
�
���
��
����
�
�
����
P10
1433API61121180T217Rs5C
5
gFo
*
*º.**.* ������
� �� �PPbCobo
oe ���� **
� �Pr
460Fº*Z*04.5g
���
� � � � P10x33360T10x160T10x211 62F
6F
4w *.**. ��� �������
De ahí, calcular el volumen de fluidos y porcentaje del gas
liberado en la bomba
Luego el volumen de fluido total presente (Volfluido) será la suma
de los volúmenes de los fluidos presentes.
Y el valor de la Gravedad Específica de la mezcla de los fluidos
se lo puede obtener de la siguiente manera
9. Cálculo de la carga dinámica total a levantar (TDH) Donde:
- Levantamiento neto:
- Perdidas por fricción: valor obtenido en el punto 4.
- Presión de cabeza en pies:
� � GOR**BSW1*QVOL gfluidolibregas ����
� � 0fluidooil *BSW1*QVOL ���
wfluidoagua BSWQVOL �� **
fluido
libregaslibre Vol
VolGas
��%
PWHPerdLevTDH friccneto ���
gradPwfofPrLev toasentamienneto ��
grad
PPWH
erficiesup�
fluido
gasgaswaguaooilfluido Vol
Vol*Vol*Vol �������
10. Una guía de selección de la bomba, motor, sello se indica
en el Anexo No. 1, 2 y 3 respectivamente en base a
requerimientos de tamaño (selección de serie), donde los
criterios al dimensionar una bomba serán:
ALTURA DE LA COLUMNA POR ETAPA [altura/ stg]
CONSUMO DE POTENCIA POR ETAPA [HP/ stg]
EFICIENCIA DE LA BOMBA [%]
Valores que obtienen de las curvas de las bombas como las del
Anexo 1. Luego computar el número de etapas requeridas por
la bomba, teniendo en cuenta la disponibilidad del número
máximo de etapas que calzan en el Housing:
Calcular la potencia de freno de la bomba 11. La selección de sello y motor, normalmente prefiere series
iguales a la bomba y a los correspondientes BHP requeridos.
La potencia consumida por la sección sellante es función de la
carga dinámica, y es determinada mediante un grafico parecido
a la figura 3.10 (gráfico para un sello serie 513); valor que es
sumado a la potencia al freno de la bomba:
El Anexo 2, presenta una guía de disponibilidad de motores.
Para simplificar el cálculo de la potencia adicional consumida
por el sello se a usado la curva de TDH vs. HP solo del sello
serie 513 por defecto pudiendo modificar a criterio profesional
este valor durante la ejecución del programa.
Varios motores pueden cumplir estos requerimientos y estar
cargados menos del 100%, entonces la selección se realizará
en base al voltaje; bajo las siguientes consideraciones:
- Motores de alto voltaje (implica corriente baja) causan
bajas pérdidas en el cable y requerirán cables de
pequeño tamaño de conductor.
- Entre más alto sea el voltaje del motor, más costoso será
el controlador en superficie
- Uso del equipo existente en inventario
- Consideraciones del tipo económicas
- Experiencias previas bajo condiciones similares
12. Es necesario asegurarse de que todos los parámetros
operativos estén en los rangos recomendados por el fabricante
(verificación de las limitaciones en los catálogos) como por
ejemplo: Cojinetes de empuje, Potencia en el eje, Presión de la
carcasa y velocidad del fluido.
Computar la velocidad del fluido:
13. El dimensionamiento del cable de potencia requiere una
selección integral entre:
- Tamaño del cable, en función del voltaje, amperaje y
espacio anular.
- Las pérdidas de voltaje deben asegurar una caída menor a
30 voltios/1000 pies, a fin de proporcionar la adecuada
capacidad de transporte de corriente. Se recomienda en
pozos profundos buscar una caída menor al 15% del voltaje
de placa del motor, entre 15 y 19% se podrá requerir un
Variador y menor al 5% necesariamente instalar un
Electrospeed.
- Se basa principalmente en las condiciones de fluido y
temperatura de operación
- Costos del cable.
Para obtener la caída de voltaje utilizando la fig. 3.8 hay que
ubicarse en el eje horizontal en los Ampers que va a trabajar e
interceptar con la línea del conductor usado, leer la caída de
voltaje por 1000 pies de cable en el eje vertical. La caída de
voltaje será:
Con respecto al factor de corrección de temperatura podríamos
seleccionar el factor de acuerdo a la tabla en la figura 3.8,
después multiplicamos la caída de voltaje por este valor para
corregirla por temperatura. La caída de voltaje calculada usando
este factor será mayor que la real. El voltaje requerido en la
superficie será el resultado de sumar el voltaje del motor y la
caída de voltaje en el cable.
El voltaje requerido y KVA del sistema en superficie serán: 14. Accesorios y equipos opcionales
La selección de una unidad que incluya un separador de gas se
decidirá bajo los siguientes criterios: Presión de fondo Fluyente
menor que presión de burbuja y porcentaje de gas que maneja
la bomba menor al 10%.
El tipo de TRANSFORMADOR seleccionado dependerá:
- Voltaje disponible en el suministro eléctrico primario
(480/7200/12740)
- Voltaje en superficie requerido
- Potencia del sistema
Un transformador trifásico sencillo o tres transformadores de
una sola fase, serán necesarios para bajar o subir el voltaje del
suministro eléctrico a los requerimientos de corriente y KVA.
3.3.2. Diagrama de flujo
Inicio
Lectura de Datos de Entrada
Decisiones de Elecciones de Diseño
Tipo de Método IPR
IP Constante IP Vogel IP Combinado
1
Cálculos Internos del Programa
Influencia de Viscosidad
Tipo de Emulsión
Emulsión Alta Emulsión Media Emulsión Baja
NO
SI
1
Presentación de Resultados Internos
Diagrama del Pozo y Niveles de Fluido
Grafico de Curvas IP y Nivel Dinámico
Calculo de Número de Etapas de la Bomba
Selección de Bomba
Grafico de Bomba Seleccionada
Selección del Motor y Sello
Selección del Cable
Resultados
F I N
3.3.3. Codificación del programa
Los módulos y los formularios usados para la codificación del
SOFTWARE BES se detallan a continuación:
Módulo de “funciones”
Option Explicit 'para manejar la base de datos Public cn As ADODB.Connection Public well As ADODB.Recordset Public bomba As ADODB.Recordset Public rango As ADODB.Recordset Public tuber As ADODB.Recordset Public sello As ADODB.Recordset Public serie450 As ADODB.Recordset Public serie562 As ADODB.Recordset 'para la cadena de conexión, para las sentencias Public cadena_base, conex, sentencia As String 'para realizar los cálculos Public lev_vert, perd_fric, desc_bomb, tdh, sg, sgoil, Nivel_Estatico, Nivel_Dinamico, Presion_Pozo_Fluyente, H_Perfs, Presion_Entrada, Presion_Salida, Delta_P, Pwf, viscosidad, pr As Double Public miu, varA, varB, miu_o, ssu, fact_visc, miu_fluido, fact_cap, fact_cab, fact_pot, qb As Double Public pwf_a_qdes, dif_pres, dif_asent, prof_asent, qmax, psis, j, grad As Double 'para mover el grid Public fila As Integer Sub Main() cadena_base=App.Path & "\BDExist.mdb" conex="provider=MICROSOFT.JET.OLEDB.4.0;data source=" & cadena_base limpia_var fila=0 MDIPrincipal.Show End Sub 'Función que limpia las cajas de texto existentes Function scantext(f As Form) End Function 'Función que limpia todos los combos existentes Function scancmb(f As Form) End Function 'Función que inhabilita todas las cajas de texto Function outtext(f As Form) End Function 'Función que habilita todas las cajas de texto Function intext(f As Form) End Function 'Función que inhabilita todos los botones End Function 'Función que habilita todos los botones Function inbutton(f As Form)
End Function 'Funcion para validar numeros Function CENTRAR(Forma As Form) End Function Public Sub abrir() Set cn=New ADODB.Connection cn.Open conex End Sub Public Sub cerrar() cn.Close End Sub Formulario de pantalla principal MDI “MDIPrincipal”
Private Sub mnu_cable_Click() FrmCable.Show End Sub Private Sub MDIForm_Load() FrmWell.Show End Sub Private Sub mnu_ingreso_Click() FrmWell.Show End Sub Private Sub mnu_motores_Click() frmmotores.Show End Sub Private Sub mnu_niveles_Click() frmNiveles.Show End Sub Private Sub mnu_salir_Click() End End Sub Private Sub mnubombas_Click() FrmBombas.Show End Sub Private Sub mnu_grafico_Click() FrmGrafico.Show End Sub Private Sub selec_bomba_Click() frmrangos.Show End Sub Formulario de pantalla de ingreso “FrmWell”
Option Explicit Public logaritmo, miu_o1, Rs, factor_Z, Boil_ent, Co, Boil_sal, Bgas_ent, Bgas_sal, Voil_ent, Voil_sal, Vgas_ent, Vgas_sal, Vh2o_ent, Vh2o_sal, Vtot_ent, Vtot, sal As Variant Dim presion, PSR, TSR, T, Y, sp, st, FK, DFK As Double Public pulso_ok As Integer Private Sub Cfactor_comp_Z()
sp=756.8-131*CDbl(Me.txtsggas)-3.6*(CDbl(Me.txtsggas) ̂2) st=169.2+349.5*CDbl(Me.txtsggas)-74*(CDbl(Me.txtsggas) ^ 2) PSR=presion/sp TSR=(CDbl(Me.txt_bht.Text)+460)/st Y=0.001 T=1/TSR FK=1 Do While (Abs(FK) > 0.000000001) FK=-0.06125*PSR*T*(2.7185 ^ (-1.2*(1-T) ^ 2))+(Y+(Y ^ 2)+(Y ^ 3)-(Y ^ 4))/((1-Y) ^ 3)-(14.76*T-9.76*(T ^ 2)+4.58*(T ^ 3))*(Y ^ 2)+(90.7*T-242.2*(T ^ 2)+42.2*(T ̂3))*(Y ^ (2.18+2.82*T)) If (Abs(FK) > 0.000000001) Then DFK=(1+4*Y+4*(Y ^ 2)-4*(Y ^ 3)+(Y ^ 4))/((1-Y) ^ 4)+(2.18+2.82*T)*(90.7*T-242.2*(T ^ 2)+42.2*(T ^ 3))*(Y ^ (1.18+2.82*T))-(29.52*T-19.52*(T ^ 2)+9.16*(T ^ 3))*Y Y=Y-(FK/DFK) End If Loop factor_Z=(0.06125*PSR*T*2.7185 ^ (-1.2*(1-T) ̂2))/Y End Sub Private Sub CRs() 'Rs=Gas en solucion en el punto de burbuja (Pb) dado en scf/stb Rs=Me.txtsggas*(((Me.TxtBubble)*(10 ^ (0.0125*Me.TxtOil)))/(18.2*(10 ^ (0.00091*Me.txt_bht)))) ̂(1/0.83) End Sub Private Sub Cviscosidad() CRs 'calcula viscosidad paso 1 logaritmo=Log(CDbl(Me.txt_bht.Text))/Log(10#) viscosidad=(1.6853-(0.025086*CDbl(Me.TxtOil))-(0.5644*logaritmo)) miu=(10 ̂(10 ^ viscosidad))-1 'paso 2 varA=10.715*((Rs+100) ^ (-0.515)) varB=5.44*((Rs+150) ^ (-0.33)) 'Viscosidad Absoluta miu_o=varA*(miu ^ varB) miu_o1=CDbl(miu_o) FrmADT.FrmViscosidad.Visible=True FrmADT.txtviscosidad.Text=miu_o1 'paso 3 Csg miu_o=miu_o/sg miu_o=CDbl(miu_o) 'paso 4 ssu=((4.605+0.000297*CDbl(Me.txt_bht.Text))*miu_o)/(1-10 ^ (-0.07445*(miu_o ^ 0.9538))) 'si tipo de emulsión baja If Me.optbaja.Value=True Then fact_visc=-10.897329/(1-11.945279*Exp(-0.029675088*CDbl(Me.TxtH2O.Text))) End If 'si tipo de emulsión media If Me.optmedia.Value=True Then
fact_visc=-5.2830103/(1-6.0624524*Exp(-0.02523599*CDbl(Me.TxtH2O.Text))) End If 'si tipo de emulsión fuerte If Me.optfuerte.Value=True Then fact_visc=-6.7170343/(1-7.6594505*Exp(-0.02995746*CDbl(Me.TxtH2O.Text))) End If 'paso 5 miu_fluido=ssu*fact_visc 'paso 6 fact_cap=1.0190903-(0.000422228*miu_fluido)+((1.9867225*10 ^ (-7))*(miu_fluido ^ 2))-((4.24124*10 ^ (-11))*(miu_fluido ^ 3)) fact_cab=1.013274-(0.000385345*miu_fluido)+((1.9807283*10 ^ (-7))*(miu_fluido ^ 2))-((4.5116734*10 ^ (-11))*(miu_fluido ̂3)) fact_pot=((0.78496881*25.690208)+(1.43787*(miu_fluido ^ 0.70713356)))/(25.690208+(miu_fluido ^ 0.70713356)) End Sub Private Sub Cdescarga() 'presion de descarga que debería tener la bomba Cgrad desc_bomb=CDbl(Me.TxtPwh.Text)/grad desc_bomb=CInt(desc_bomb) End Sub Public Sub Csg() 'Gravedad especifica de la mezcla Csg_oil sg=(sgoil*(1-(CDbl(Me.TxtH2O.Text)/100)))+(CDbl(Me.TxtSGh2o.Text)*(CDbl(Me.TxtH2O.Text)/100)) End Sub Private Sub Cgrad() 'Gradiente del fluido grad=0.458-0.00465*CDbl(Me.TxtOil)+(0.00465*CDbl(Me.TxtOil)-0.003)*CDbl(Me.TxtH2O)/100 End Sub Private Sub Csg_oil() 'Gravedad especifica del petróleo sgoil=141.5/(131.5+CDbl(Me.TxtOil.Text)) End Sub Private Sub llenacmb() Me.cmbcsg.AddItem "1-1/2" Me.cmbcsg.AddItem "2-3/8" Me.cmbcsg.AddItem "2-7/8" Me.cmbcsg.AddItem "3-1/2" Me.cmbcsg.AddItem "4-1/2" Me.cmbcsg.AddItem "5-1/2" Me.cmbcsg.AddItem "6" Me.cmbcsg.AddItem "7" Me.cmbcsg.AddItem "9-5/8" Me.cmbtbg.AddItem "1-1/4" Me.cmbtbg.AddItem "1-1/2" Me.cmbtbg.AddItem "2-3/8" Me.cmbtbg.AddItem "2-7/8" Me.cmbtbg.AddItem "3-1/2" Me.cmbtbg.AddItem "4-1/2" Me.cmbtbg.AddItem "5-1/2" Me.cmbtbg.AddItem "6" End Sub Private Sub chkViscosidad_Click() If Me.chkViscosidad.Value=1 Then
Me.optbaja.Enabled=True Me.optmedia.Enabled=True Me.optfuerte.Enabled=True ElseIf Me.chkViscosidad.Value=0 Then Me.optbaja.Enabled=False Me.optmedia.Enabled=False Me.optfuerte.Enabled=False End If End Sub Private Sub cmdactualizar_Click() ‘Procedimiento de actualizar End Sub Private Sub cmdbuscar_Click() Dim mensaje As Variant Dim estado As String Dim metodo_ipr As String If Me.lblcodigo.Text="" Then frmconswell.Show Else ''''''''''''' LLAMO A LOS CAMPOS DIRECTO AL FORM PRINCIPAL End Sub Private Sub cmdeliminar_Click() Dim mensaje As Variant Dim iprmet, csg_fluid, estado As String mensaje=MsgBox("¿Desea eliminar los datos?", vbQuestion+vbYesNo, "Confirmar Acción") End Sub Private Sub cmdguardar_Click() ‘Procedimiento para guardar en la base de datos End Sub Private Sub CmdOk_Click() If Me.chkViscosidad.Value=0 Then fact_cap=1 fact_cab=1 fact_pot=1 FrmADT.FrmViscosidad.Visible=False Else Cviscosidad End If If Me.nombrePozo <> "" And Me.factorCtxt <> "" And Me.txt_bht <> "" And Me.TxtBubble <> "" And Me.TxtCasingPress <> "" And Me.TxtDatum <> "" And Me.TxtDeseado <> "" And Me.txtgor <> "" And Me.TxtH2O <> "" And Me.txtmd1 <> "" And Me.txtmd2 <> "" And Me.TxtOil <> "" And Me.TxtPerfs <> "" And Me.txtpres_min_b <> "" And Me.TxtPump <> "" And Me.TxtPwh <> "" And Me.TxtPWS <> "" And Me.TxtSGh2o <> "" And Me.txtsggas <> "" And Me.TxtTbgSurfPress <> "" And Me.txttvd1 <> "" And Me.txttvd2 <> "" And Me.txtzeroflow <> "" Then If Me.OptConstant.Value=True And Me.OptVogel.Value=False And Me.OptComposite.Value=False Then Cgrad 'presion de pozo fluyente al caudal deseado Cgrad pwf_a_qdes=CDbl(Me.TxtPWS.Text)-(CDbl(Me.TxtDeseado)/CDbl(Me.txtzeroflow)) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) 'caudal máximo que se puede producir qmax=CDbl(Me.TxtPWS.Text)*Me.txtzeroflow qmax=qmax/fact_cap qmax=CDbl(qmax) 'TDH perdida por fricción
Cper_fric CDelta_P Cdescarga With FrmADT .TxtDesc=desc_bomb .TxtLev=Nivel_Dinamico .TxtPerd=perd_fric .TxtSuma=(desc_bomb+Nivel_Dinamico+perd_fric)/fact_cap .Show End With ' Me.Frame1.Visible=False End If If Me.OptVogel.Value=True And Me.OptComposite.Value=False And Me.OptConstant.Value=False Then ' VALIDAR PRESION DE BURBUJA MENOR A LA PRESION ESTATICA If CDbl(FrmWell.TxtBubble) < CDbl(FrmWell.TxtPWS) Then MsgBox "Presion de Burbujeo de ser mayor "+Chr(13)+"o igual a PWS(Presion estatica)", vbCritical, "Mensaje de error" Exit Sub End If Cgrad 'presion de pozo fluyente a la tasa qmax deseada If CDbl(Me.TxtDeseado)/((CDbl(Me.TxtBubble)*CDbl(Me.txtzeroflow))) > 3.24 Then pwf_a_qdes=0 Else pwf_a_qdes=(3.24-5.76*CDbl(Me.TxtDeseado)/((CDbl(Me.TxtBubble)*CDbl(Me.txtzeroflow)))) ^ 0.5 pwf_a_qdes=(CDbl(Me.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+pwf_a_qdes) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) End If 'caudal máximo que se puede producir a pwf qmax=(CDbl(Me.TxtBubble)*CDbl(Me.txtzeroflow))/1.8 qmax=qmax/fact_cap qmax=CDbl(qmax) 'TDH perdida por fricción Cper_fric CDelta_P Cdescarga With FrmADT .TxtDesc=desc_bomb .TxtLev=Nivel_Dinamico .TxtPerd=perd_fric .TxtSuma=(desc_bomb+Nivel_Dinamico+perd_fric)/fact_cap .Show End With End If If Me.OptComposite.Value=True And Me.OptConstant.Value=False And Me.OptVogel.Value=False Then Cgrad 'Caudal en el punto de burbuja qb=CDbl(Me.txtzeroflow)*(CDbl(Me.TxtPWS.Text)-Me.TxtBubble) qb=CDbl(qb) 'presion de pozo fluyente a la tasa qmax deseada
If CDbl(Me.TxtDeseado) < qb Then pwf_a_qdes=CDbl(Me.TxtPWS.Text)-(CDbl(Me.TxtDeseado)/CDbl(Me.txtzeroflow)) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) Else pwf_a_qdes=CDbl(Me.TxtBubble/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(CDbl(Me.TxtDeseado)-qb)/(CDbl(Me.TxtBubble)*CDbl(Me.txtzeroflow))) ^ 0.5) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) End If 'caudal máximo que se puede producir a pwf qmax=qb+(CDbl(Me.TxtBubble)*CDbl(Me.txtzeroflow))/1.8 qmax=qmax/fact_cap qmax=CDbl(qmax) 'TDH perdida por fricción Cper_fric CDelta_P Cdescarga With FrmADT .TxtDesc=desc_bomb .TxtLev=Nivel_Dinamico .TxtPerd=perd_fric .TxtSuma=(desc_bomb+Nivel_Dinamico+perd_fric)/fact_cap .Show End With End If Cgrad 'nivel en pies sobre las perforaciones H_Perfs=CDbl(pwf_a_qdes)/grad H_Perfs=CDbl(H_Perfs) CDelta_P 'presion que tendrá el fluido a la entada de la bomba Presion_Entrada=CDbl(pwf_a_qdes)-Delta_P Presion_Entrada=CDbl(Presion_Entrada) FrmADT.txtPresionPozo.Text=CInt(pwf_a_qdes) FrmADT.txtqmaximo.Text=CInt(qmax) FrmADT.txtNivelDinamico.Text=CInt(Nivel_Dinamico) FrmADT.txtH_perfs.Text=CInt(H_Perfs) FrmADT.txtdeltaP.Text=CInt(Delta_P) FrmADT.PresionEntrada.Text=CInt(Presion_Entrada) CNivel_Estatico FrmADT.txtNivelEstatico.Text=CInt(Nivel_Estatico) 'Presion de Salida de la bomba Presion_Salida=Presion_Entrada+FrmADT.TxtSuma*grad FrmADT.PresionSalida=CInt(Presion_Salida) 'Factor volumetrico del gas 'condiciones de entrada de la bomba presion=Presion_Entrada Cfactor_comp_Z Bgas_ent=5.04*factor_Z*(CDbl(Me.txt_bht)+460)/Presion_Entrada 'hace que la cantidad mostrada solo tenga 6 cifras FrmADT.Bgas_ent=Left(Me.Bgas_ent, 6) 'condiciones de entrada de la bomba presion=Presion_Salida Cfactor_comp_Z
Bgas_sal=5.04*factor_Z*(CDbl(Me.txt_bht)+460)/Presion_Salida FrmADT.Bgas_sal=Left(Me.Bgas_sal, 6) 'Factor volumetrico del petróleo 'condiciones de entrada de la bomba CRs Csg_oil If Presion_Entrada <= CDbl(Me.TxtBubble) Then Boil_ent=0.972+0.000147*(Rs*(CDbl(Me.txtsggas)/sgoil) ^ 0.5+1.25*CDbl(Me.txt_bht)) ^ 1.175 Else Boil_ent=0.972+0.000147*(Rs*(CDbl(Me.txtsggas)/sgoil) ^ 0.5+1.25*CDbl(Me.txt_bht)) ^ 1.175 Co=(5*Rs+17.2*CDbl(Me.txt_bht)-1180*CDbl(Me.txtsggas)+12.61*CDbl(Me.TxtOil)-1433)/(100000*Presion_Entrada) Boil_ent=Boil_ent*(2.7182818 ^ (Co*(CDbl(Me.TxtBubble)-Presion_Entrada))) End If FrmADT.Boil_entrada.Text=Left(Me.Boil_ent, 6) 'condiciones de saldida de la bomba If Presion_Salida <= CDbl(Me.TxtBubble) Then Boil_sal=0.972+0.000147*(Rs*(CDbl(Me.txtsggas)/sgoil) ^ 0.5+1.25*CDbl(Me.txt_bht)) ^ 1.175 Else Boil_sal=0.972+0.000147*(Rs*(CDbl(Me.txtsggas)/sgoil) ^ 0.5+1.25*CDbl(Me.txt_bht)) ^ 1.175 Co=(5*Rs+17.2*CDbl(Me.txt_bht)-1180*CDbl(Me.txtsggas)+12.61*CDbl(Me.TxtOil)-1433)/(100000*Presion_Salida) Boil_sal=Boil_sal*(2.7182818 ^ (Co*(CDbl(Me.TxtBubble)-Presion_Salida))) End If FrmADT.Boil_Salida.Text=Left(Me.Boil_sal, 6) 'Volumen del fluido 'condiciones de entrada de la bomba Voil_ent=CDbl(Me.TxtDeseado)*(1-CDbl(Me.TxtH2O)/100)*Boil_ent Vh2o_ent=CDbl(Me.TxtDeseado)*(CDbl(Me.TxtH2O)/100) Vgas_ent=1 FrmADT.Voil_ent=CInt(Voil_ent) 'condiciones de entrada de la bomba Voil_sal=CDbl(Me.TxtDeseado)*(1-CDbl(Me.TxtH2O)/100)*Boil_sal Vh2o_sal=CDbl(Me.TxtDeseado)*(CDbl(Me.TxtH2O)/100) Vgas_ent=1 FrmADT.Voil_sal=CInt(Voil_sal) pulso_ok=1 Else MsgBox "Uno de los campos se encuentra en blanco."+Chr(13)+"Por favor revise y vuelva a intentarlo" End If End Sub Private Sub CNivel_Estatico() Cgrad Nivel_Estatico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs.Text)-(CDbl(FrmWell.TxtPWS)/grad)
End Sub Private Sub CDelta_P() 'variacion de presion entre las perforaciones y la prof. de asentamiento Dim mensaje As Variant Cgrad H_Perfs=CDbl(pwf_a_qdes)/grad Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs.Text)-H_Perfs Nivel_Dinamico=CInt(Nivel_Dinamico) If Nivel_Dinamico < CDbl(FrmWell.TxtPump) Then Delta_P=(CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-CDbl(FrmWell.TxtDatum))/grad Else mensaje=MsgBox("Revisar los datos de ingreso de:"+Chr(13)+"- Máximo Deseado"+Chr(13)+"-Profundidad de la Bomba", vbExclamation, "Error de Cálculo") End If End Sub Private Sub Cper_fric() If Me.cmbtbg.Text="1-1/4" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(1.38 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="1-1/2" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(1.61 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="2-3/8" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(1.995 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="2-7/8" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(2.441 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="3-1/2" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(2.992 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="4-1/2" Then perd_fric=2.2083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(4 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="5-1/2" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(5.012 ^ 4.8655) End If If Me.cmbtbg.Text="6" Then perd_fric=2.083*((100/Me.factorCtxt) ^ 1.85)*((Int(Me.TxtDeseado.Text)/34.286) ^ 1.85)/(6.065 ^ 4.8655) Exit Sub End If perd_fric=perd_fric*Int(Me.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) End Sub
Private Sub cmdsalir_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() CENTRAR Me llenacmb Me.OptOilOnly.Value=True Me.OptConstant.Value=True Me.cmdactualizar.Enabled=True Me.optbaja.Enabled=False Me.optmedia.Enabled=False Me.optfuerte.Enabled=False abrir sentencia="select count(*) as total from Twell " Set well=cn.Execute(sentencia) If well!total=0 Then Me.lblcodigo.Text="1" Else Me.lblcodigo.Text=Int(well!total)+1 End If cerrar End Sub Formulario de pantalla de Datos Calculados “FrmADT”
Option Explicit Private Sub cmd_salir_Click() limpiavar Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() 'copia el nombre del pozo en la pantalla Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo End Sub Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer) Unload Me End Sub
Formulario de pantalla Consulta de Bombas “FrmBombas”
Option Explicit Private Sub cmdbuscar_Click() Dim mensaje As Variant abrir sentencia="select count(*) as total from Tbomba where id_bomba='" & Trim(Me.txtcodigo) & "' " Set bomba=cn.Execute(sentencia) If bomba!total <= 0 Then mensaje=MsgBox("No existen datos, pruebe otro valor", vbExclamation, "Error de búsqueda") cerrar Exit Sub Else sentencia="select id_bomba,descripcion from Tbomba where id_bomba='" & Trim(Me.txtcodigo) & "' "
Set bomba=cn.Execute(sentencia) bomba.MoveFirst fila=1 grid.Clear grid.Rows=1 Do While Not bomba.EOF grid.AddItem "" grid.TextMatrix(fila, 0)=bomba!id_bomba grid.TextMatrix(fila, 1)=bomba!descripcion bomba.MoveNext fila=fila+1 Loop End If format002 cerrar End Sub Private Sub cmdsalir_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() fila=1 CENTRAR Me outbutton Me abrir With grid sentencia="select count(*) as total from Tbomba " Set bomba=cn.Execute(sentencia) If bomba!total <= 0 Then .Clear Else sentencia="select id_bomba,descripcion,r_inicial,r_final,min_csg from Tbomba " Set bomba=cn.Execute(sentencia) bomba.MoveFirst .Cols=5 .Rows=1 Do While Not bomba.EOF .AddItem ""
.TextMatrix(fila, 0)=bomba!id_bomba .TextMatrix(fila, 1)=bomba!descripcion .TextMatrix(fila, 2)=bomba!r_inicial .TextMatrix(fila, 3)=bomba!r_final .TextMatrix(fila, 4)=bomba!min_csg
bomba.MoveNext fila=fila+1 Loop End If End With Cerrar format002 Me.cmdsalir.Enabled=True End Sub Private Sub format002() With grid
‘llena el grid con los nombre y numero de filas End With End Sub Private Sub grid_DblClick() Me.grid.Col=0 Me.txtcodigo=Me.grid Me.cmdsalir.Enabled=True Me.txtcodigo.Enabled=False abrir sentencia="select*from Tbomba where id_bomba='" & Trim(Me.txtcodigo) & "' " Set bomba=cn.Execute(sentencia) Me.txtmodelo=Trim(bomba!descripcion) Me.txthp=Trim(bomba!hp_x_etapa) Me.txtmin=Trim(bomba!min_csg) Me.txtpies=Trim(bomba!pies_x_etapa) Me.txtq=Trim(bomba!mpe) Me.txtrango1=Trim(bomba!r_inicial) Me.txtrango2=Trim(bomba!r_final) cerrar End Sub Formulario de pantalla de cálculo de Cable “FrmCable”
Public tamaño, mensaje As String Dim caida_Volt, Kva_total, caida_Total As Single Private Sub Cmbpart_Change() 'limpia los datos existentes en "tipo de cable" Me.Option1=False Me.Option2=False Me.Combo1=Clear End Sub Private Sub cmdsalir_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() 'copia el nombre del pozo en la pantalla Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo 'llena combo con las partes por calcular Me.Cmbpart.AddItem "Motor" Me.Cmbpart.AddItem "Principal" Me.Cmbpart.AddItem "Superficie" mostrar_controles Me.suptxt=0 Me.tsuptxt=32 Me.longmtxt=90 Me.longtbgtxt=FrmWell.txtmd2 Me.bhttxt=FrmWell.txt_bht Me.perftxt=FrmWell.TxtPerfs Me.DatoMotor.Text=frmmotores.grid.Text End Sub Private Sub cmdactualizar_Click() Me.DatoMotor.Text=frmmotores.grid.Text mostrar_controles End Sub
Private Sub cmdCalcular_Click() fila=1 CENTRAR Me outbutton Me abrir With Text3 sentencia="select count(*) as total from Tcable " Set cable1=cn.Execute(sentencia) If cable1!total <= 0 Then .Clear Else sentencia="select Num,Pendiente from Tcable " Set cable1=cn.Execute(sentencia) cable1.MoveFirst 'saca una cadena de caracteres tamaño=Mid(Me.Combo1.Text, 1, 3) Do While Not cable1.EOF If tamaño=cable1!Num And Me.txtAmp <> "" Then Caidavoltxt=cable1!Pendiente*Me.txtAmp End If cable1.MoveNext fila=fila+1 Loop End If End With cerrar If Me.Cmbpart="Motor" Then Me.cable=CDbl(Me.Caidavoltxt)*CDbl(Me.longmtxt)/1000*(1+0.00214*(Me.bhttxt-77)) End If If Me.Cmbpart="Principal" Then Me.cable=CDbl(Me.Caidavoltxt)*CDbl(Me.longtbgtxt)/1000*(1+0.00214*(Me.bhttxt-77)) End If If Me.Cmbpart="Superficie" Then Me.cable=CDbl(Me.Caidavoltxt)*CDbl(Me.suptxt)/1000*(1+0.00214*(Me.bhttxt-77)) End If Me.cable=Left(Me.cable, 6) Me.CmdCal_Res.Enabled=True Me.CmdAcep.Enabled=True mostrar_controles End Sub Private Sub CmdAcep_Click() 'Aceptar el tipo de cable en cada seccion If Me.Cmbpart="Motor" Then Me.motortxt1=Me.cable If Me.Option1=True Then Me.motortxt2="Redondo" End If If Me.Option2=True Then Me.motortxt2="Plano"
End If Me.motortxt3="# "+tamaño End If If Me.Cmbpart="Principal" Then Me.princtxt1=Me.cable If Me.Option1=True Then Me.princtxt2="Redondo" End If If Me.Option2=True Then Me.princtxt2="Plano" End If Me.princtxt3="# "+tamaño End If If Me.Cmbpart="Superficie" Then Me.superftxt1=Me.cable If Me.Option1=True Then Me.superftxt2="Redondo" End If If Me.Option2=True Then Me.superftxt2="Plano" End If Me.superftxt3="# "+tamaño End If Me.CmdCal_Res.Enabled=True End Sub Private Sub CmdCal_Res_Click() If Me.motortxt1="" Or Me.princtxt1="" Or Me.superftxt1="" Then mensaje=MsgBox(" Falta ingresar"+Chr(13)+"alguna seccion de cable", vbYesNo+48, "Comprobación de Datos") If mensaje=vbYes Then Me.Combo1.SetFocus Exit Sub End If If mensaje=vbNo Then If Me.motortxt1="" Then Me.motortxt1=0 End If If Me.princtxt1="" Then Me.princtxt1=0 End If If Me.superftxt1="" Then Me.superftxt1=0 End If End If End If caida_Volt=CDbl(Me.motortxt1)+CDbl(Me.princtxt1)+CDbl(Me.superftxt1) 'ya esta incluido el factor de temperatura Me.totaltxt=Left(caida_Volt, 6) 'calulo del voltaje y Kva de superficie caida_Total=Me.txtVolt+caida_Volt Me.TxtVoltSup=Left(caida_Total, 6) Kva_total=caida_Total*Me.txtAmp*1.73/1000
Me.TxtKVA=Left(Kva_total, 6) End Sub Private Sub mostrar_controles() cmdsalir.Enabled=True cmdActualizar.Enabled=True cmdCalcular.Enabled=True End Sub Private Sub Option1_Click() 'llena combo con cables redondos disponibles End Sub Private Sub Option2_Click() 'llena combo con cables planos disponibles End Sub Formulario de pantalla de Consulta de Pozos “FrmConsWell”
Private Sub chkfecha_Click() If Me.chkfecha.Value=1 Then Me.lblfecha.Visible=True Me.dtfecha.Visible=True Else Me.lblfecha.Visible=False Me.dtfecha.Visible=False End If End Sub Private Sub cmd_salir_Click() FrmWell.cmdActualizar.Enabled=False Unload Me End Sub Private Sub cmdaceptar_Click() ‘procedimiento para aceptar la consulta End Sub Private Sub cmdbuscar_Click() ‘Procedimiento para buscar la consulta End Sub Private Sub dtfecha_Click() Me.meses.Visible=True End Sub Private Sub Form_Load() Dim estado As String Dim prueba As Integer fila=1 estado="a" CENTRAR Me abrir sentencia="select count(*)as total from twell where estado='" & estado & "' " Set well=cn.Execute(sentencia) If well!total=0 Then grid1.Clear Else sentencia="select codigo,oil_grav,h20_percent,sg_h2o,bubble_point,pump_vertical,deseado,pwh,datum,perfs,pws,pi_zero,ipr_method,csgfluid,tbg_surf_press,casing_press,id_c
sg,id_tbg,tvd_csg,tvd_tbg,md_csg,md_tbg,prod_gor,bht,press_min_bom,pozo,fecha,estado from twell where estado='" & estado & "' " Set well=cn.Execute(sentencia) well.MoveFirst prueba=well.EOF Do While Not well.EOF grid1.AddItem "" ‘Añade los valores al grid desde la base de datos well.MoveNext fila=fila+1 Loop End If cerrar format001 End Sub Private Sub grid1_DblClick() cmdaceptar_Click End Sub Private Sub meses_Click() Me.meses.Visible=False End Sub Private Sub meses_DateClick(ByVal DateClicked As Date) Me.meses.Visible=False End Sub Private Sub format001() With Me.grid1 ‘Procedimiento para poner ancho y nombre a las columnas del grid End With End Sub Formulario de pantalla de Grafico de IPR “FrmGrafico”
Option Explicit Public num_etap As Double Private Sub Command1_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() Dim i As Integer Dim X, Y, z, y1, z1 As Single Dim limsupy, limsupy2, nivel_bomba As Integer Dim limsupx As Integer Dim eje_y, eje_x As Integer 'copia el nombre del pozo en la pantalla Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo 'limite superior eje y limsupy=((CInt(FrmWell.TxtPWS/1000))+0.5)*1000 'limite superior eje y2 limsupy2=(CInt(FrmWell.TxtPerfs/1000)+0.5)*1000 'limite superior eje x limsupx=(CInt((qmax/1000)+0.5))*1000 ' picture.scale(-x,+y);(+x,-y) Picture0.Scale (-limsupx/15, limsupy+limsupy/10)-(limsupx+limsupx/10, -limsupy/10) ' Draw X axis.
' Draw Y axis. ' IP CONSTANTE If FrmWell.OptVogel.Value=False And FrmWell.OptComposite.Value=False And FrmWell.OptConstant.Value=True Then ' grafico de q vs pwf Picture0.ForeColor=vbBlue X=0 Picture0.CurrentX=X pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) Picture0.CurrentY=pwf_a_qdes For X=0 To qmax Step 1 pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) Picture0.Line -(X, pwf_a_qdes) Next X 'grafico nivel dinamico Picture0.ForeColor=vbGreen X=0 Picture0.CurrentX=X grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) Picture0.CurrentY=Nivel_Dinamico For X=0 To qmax Step 1 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) If Nivel_Dinamico < 0 Then Nivel_Dinamico=0 End If Nivel_Dinamico=CDbl(Nivel_Dinamico) Picture0.Line -(X, Nivel_Dinamico) Next X 'grafico nivel de la bomba Picture0.ForeColor=vbRed X=0 Picture0.CurrentX=X grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) Picture0.CurrentY=nivel_bomba For X=0 To qmax Step 1 pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) If CDbl(FrmWell.TxtPerfs) < (pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad Then nivel_bomba=0 End If If (CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad) > CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Then nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Else
nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad End If nivel_bomba=CDbl(nivel_bomba) Picture0.Line -(X, nivel_bomba) Next X End If ' METODO DE VOGEL If FrmWell.OptVogel.Value=True And FrmWell.OptComposite.Value=False And FrmWell.OptConstant.Value=False Then ' Cgrad 'presion de pozo fluyente a la tasa qmax deseada ' grafico de q vs pwf Picture0.ForeColor=vbBlue X=0 Picture0.CurrentX=X pwf_a_qdes=(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*X/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5) Picture0.CurrentY=pwf_a_qdes For X=0 To qmax Step 1 If X/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow))) > 3.24 Then pwf_a_qdes=0 Else pwf_a_qdes=(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*X/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) Picture0.Line -(X, pwf_a_qdes) End If Next X 'grafico nivel dinamico Picture0.ForeColor=vbGreen X=0 Picture0.CurrentX=X grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-((1/grad)*(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(X-qb)/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5)) Picture0.CurrentY=Nivel_Dinamico For X=0 To qmax Step 1 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-((1/grad)*(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(X-qb)/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5)) If Nivel_Dinamico < 0 Then Nivel_Dinamico=0 End If Nivel_Dinamico=CDbl(Nivel_Dinamico) Picture0.Line -(X, Nivel_Dinamico) Next X 'grafico nivel de la bomba Picture0.ForeColor=vbRed
X=0 Picture0.CurrentX=X grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) Picture0.CurrentY=nivel_bomba For X=0 To qmax Step 1 pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) If CDbl(FrmWell.TxtPerfs) < (pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad Then nivel_bomba=0 End If If (CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad) > CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Then nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Else nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad End If nivel_bomba=CDbl(nivel_bomba) Picture0.Line -(X, nivel_bomba) Next X End If ' IP COMPUESTO If FrmWell.OptVogel.Value=False And FrmWell.OptComposite.Value=True And FrmWell.OptConstant.Value=False Then ' grafico de q vs pwf Picture0.ForeColor=vbBlue X=0 Picture0.CurrentX=X pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) Picture0.CurrentY=pwf_a_qdes For X=0 To qb Step 1 pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) Picture0.Line -(X, pwf_a_qdes) Next X For X=qb To qmax Step 1 pwf_a_qdes=(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(X-qb)/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5) pwf_a_qdes=CDbl(pwf_a_qdes) Picture0.Line -(X, pwf_a_qdes) Next X 'grafico nivel dinamico Picture0.ForeColor=vbGreen X=0 Picture0.CurrentX=X
grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) Picture0.CurrentY=Nivel_Dinamico For X=0 To qb Step 1 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) If Nivel_Dinamico < 0 Then Nivel_Dinamico=0 End If Nivel_Dinamico=CDbl(Nivel_Dinamico) Picture0.Line -(X, Nivel_Dinamico) Next X For X=qb To qmax Step 1 Nivel_Dinamico=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-((1/grad)*(CDbl(FrmWell.TxtBubble)/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(X-qb)/((CDbl(FrmWell.TxtBubble)*CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) ^ 0.5)) If Nivel_Dinamico < 0 Then Nivel_Dinamico=0 End If Nivel_Dinamico=CDbl(Nivel_Dinamico) Picture0.Line -(X, Nivel_Dinamico) Next X 'grafico nivel de la bomba Picture0.ForeColor=vbRed X=0 Picture0.CurrentX=X grad=0.458-0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)+(0.00465*CDbl(FrmWell.TxtOil)-0.003)*CDbl(FrmWell.TxtH2O)/100 nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(((1/grad))*(CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)))) Picture0.CurrentY=nivel_bomba For X=0 To qmax Step 1 pwf_a_qdes=CDbl(FrmWell.TxtPWS.Text)-(X/CDbl(FrmWell.txtzeroflow)) If CDbl(FrmWell.TxtPerfs) < (pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad Then nivel_bomba=0 End If If (CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad) > CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Then nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Else nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad End If nivel_bomba=CDbl(nivel_bomba) Picture0.Line -(X, nivel_bomba) Next X End If
' resultados mostrados en el grafico txtresul_qmax=CInt(qmax) txtresul_pb=FrmWell.TxtBubble txtresul_qapb=CInt(qb) txtresul_nivestatic=FrmADT.txtNivelEstatico txtresul_bfpd=FrmWell.TxtDeseado txtresul_bppd=FrmWell.TxtDeseado*(100-FrmWell.TxtH2O)/100 txtresul_pwf=FrmADT.txtPresionPozo txtresul_nivdinamic=FrmADT.txtNivelDinamico If CDbl(FrmWell.TxtPerfs) < (FrmADT.txtPresionPozo-FrmWell.TxtBubble)/grad Then nivel_bomba=0 End If If (CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(FrmADT.txtPresionPozo-FrmWell.TxtBubble)/grad) > CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Then nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Else nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad End If nivel_bomba=CDbl(nivel_bomba) txtresul_nivp_pb=CDbl(nivel_bomba) End Sub Formulario de pantalla de Selección de Motor “FrmMotores”
Public Pot_Bomba As Integer Public potencia As Integer Dim X, pot_sello As Single Private Sub cmdsalir_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() 'nombre del pozo Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo If frmrangos.txtpotfrec="" Then Me.Txtpot_bomba=frmrangos.Txtpot_bomba Else Me.Txtpot_bomba=frmrangos.txtpotfrec End If 'llena la serie de los motores Me.cmb_serie.AddItem "450" Me.cmb_serie.AddItem "562" cmb_serie_Click 'llena la serie de los sellos Me.Combomod_Sello.AddItem "400" Me.Combomod_Sello.AddItem "513" End Sub Private Sub cmb_serie_Click() 'llena los modelos de los motores cmbmodelo.Clear Me.grid.Clear If Me.cmb_serie="450" Then
Me.cmbmodelo.AddItem "FMF" Me.cmbmodelo.AddItem "FMHA" Me.cmbmodelo.AddItem "FMH" Me.cmbmodelo.AddItem "FMHJ" End If If Me.cmb_serie="562" Then Me.cmbmodelo.AddItem "KME 1" Me.cmbmodelo.AddItem "KMHA" Me.cmbmodelo.AddItem "KMH" Me.cmbmodelo.AddItem "KMHJ" End If End Sub Private Sub cmbmodelo_Click() 'mostrar la TABLA de los MOTORES If Me.cmbmodelo="FMF" Then ‘llena el grid con los motores FMF existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="FMHA" Then ‘llena el grid con los motores FMHA existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="FMH" Then ‘llena el grid con los motores FMH existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="FMHJ" Then ‘llena el grid con los motores FMHJ existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="KME 1" Then ‘llena el grid con los motores KME existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="KMHA" Then ‘llena el grid con los motores KMHA existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="KMH" Then ‘llena el grid con los motores KMH existentes en la base de datos End If If Me.cmbmodelo="KMHJ" Then ‘llena el grid con los motores KMHJ existentes en la base de datos End If Me.cmdsalir.Enabled=True End Sub Private Sub format002() With grid ‘llena el grid de los motores End With End Sub Private Sub combomod_sello_Click() If Combomod_Sello="400" Then ‘llena el grid con los sellos serie 400 existentes en la base de datos End If If Combomod_Sello="513" Then ‘llena el grid con los sellos serie 513 existentes en la base de datos End If 'calculo de la potencia del sello pot_sello=1/(0.45295181-0.010169076*FrmADT.TxtSuma ̂0.30631225) Me.txtpot_sello=Left(pot_sello, 4) Me.cmdsalir.Enabled=True
End Sub Private Sub format003() With grid1 ‘llena el grid de los sellos End With End Sub Formulario de pantalla de Grafico de Niveles “FrmNiveles”
Option Explicit Dim niv_infY As Double Dim i As Double Public nivel_bomba As Double Private Sub Command1_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() 'copia el nombre del pozo en la pantalla Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo niv_infY=(CInt(FrmWell.txttvd1/1000)+1)*1000 nivel.Scale (0, -niv_infY/20)-(50, niv_infY+niv_infY/20) 'grafico del recuadro Shape0.Left=10 Shape0.Top=0 'alto Shape0.Height=niv_infY 'ancho Shape0.Width=35 'grafico hasta el nivel estatico nivel.ForeColor=vbBlack nivel.PSet (10, FrmADT.txtNivelEstatico) nivel.Print " N. Estatico" Shape1.Left=25 Shape1.Top=0 'alto Shape1.Height=FrmADT.txtNivelEstatico 'ancho Shape1.Width=10 Shape1.FillColor=vbWhite nivel.PSet (38, FrmADT.txtNivelEstatico), vbWhite nivel.Print FrmADT.txtNivelEstatico 'grafico hasta el nivel dinamico nivel.ForeColor=vbBlack nivel.PSet (10, FrmADT.txtNivelDinamico) nivel.Print " N. Dinamico" Shape2.Left=25 Shape2.Top=0 'alto Shape2.Height=FrmADT.txtNivelDinamico 'ancho Shape2.Width=10 Shape2.FillColor=RGB(200, 200, 200) nivel.PSet (38, FrmADT.txtNivelDinamico), vbWhite
nivel.Print FrmADT.txtNivelDinamico 'grafico hasta el fondo del pozo nivel.ForeColor=vbBlack nivel.PSet (10, FrmWell.txttvd1+200) nivel.Print " Profund." Shape3.Left=25 Shape3.Top=0 'alto Shape3.Height=FrmWell.txttvd1 'ancho Shape3.Width=10 Shape3.FillColor=RGB(100, 100, 100) nivel.PSet (38, FrmWell.txttvd1+200), vbWhite nivel.Print FrmWell.txttvd1 'nivel de las perforaciones nivel.PSet (10, FrmWell.TxtPerfs) nivel.Print " N. Perf." nivel.PSet (38, FrmWell.TxtPerfs), vbWhite nivel.Print FrmWell.TxtPerfs 'grafico de las lineas divisorias For i=0 To niv_infY/1000 nivel.Line (7, i*1000)-(10, i*1000) nivel.PSet (2, i*1000), vbWhite nivel.Print i*1000 Next i For i=0 To niv_infY/100 nivel.Line (9, i*100)-(10, i*100) Next i For i=0 To niv_infY/500 nivel.Line (8, i*500)-(10, i*500) Next i txtresul_qmax=CInt(qmax) txtresul_pb=FrmWell.TxtBubble txtresul_qapb=CInt(qb) txtresul_nivestatic=FrmADT.txtNivelEstatico txtresul_bfpd=FrmWell.TxtDeseado txtresul_bppd=FrmWell.TxtDeseado*(100-FrmWell.TxtH2O)/100 txtresul_pwf=FrmADT.txtPresionPozo txtresul_nivdinamic=FrmADT.txtNivelDinamico If CDbl(FrmWell.TxtPerfs) < (FrmADT.txtPresionPozo-FrmWell.TxtBubble)/grad Then nivel_bomba=0 End If If (CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(FrmADT.txtPresionPozo-FrmWell.TxtBubble)/grad) > CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Then nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs) Else nivel_bomba=CDbl(FrmWell.TxtPerfs)-(pwf_a_qdes-FrmWell.TxtBubble)/grad End If nivel_bomba=CDbl(nivel_bomba) txtresul_nivp_pb=CInt(nivel_bomba) End Sub
Formulario de pantalla de Grafico y Selección de la Bomba
“FrmRangos”
Option Explicit Dim etapas_cal, qfrec As Double Dim i As Integer Dim X, Y, z, y1, z1 As Single Dim limsupy As Integer Dim limsupx As Integer Dim eje_y, eje_x As Integer Public bomba As String Dim num_etap As Integer Public Pot_Bomba As Integer Public potencia As Double Private Sub cmdcal_etapas_Click() bomba=Trim(cmbrango.Text) 'calculo de etapas por medio de las curvas de las bombas etapas_cal=CInt(etapas_cal) Me.txtetap_calc=etapas_cal End Sub Private Sub CmdFrec_Click() qfrec=Me.txtqdeseado*Me.txtfrec/60 Me.txtqfrec=qfrec Me.txtpotfrec=Me.Txtpot_bomba*Me.txtfrec/60 End Sub Private Sub cmdGraficar_Click() Dim i As Integer Dim X, Y, z, y1, z1 As Single Dim limsupy As Integer Dim limsupx As Integer Dim eje_y, eje_x As Integer Dim bomba As String Dim num_etap As Integer If bomba="" Then MsgBox "Debe seleccionar una bomba para grafica", vbInformation, "Rango de Bombas" frmrangos.cmbrango.SetFocus Exit Sub End If If etap_deseada="" Then MsgBox "Debe introducrir cantidad de etapas", vbInformation, "Rango de Bombas" frmrangos.cmbrango.SetFocus Exit Sub End If 'numero de etapas num_etap=etap_deseada ‘ calcula los limites de x,y limsupy=eje_y limsupx=eje_x ' picture.scale(-x,+y);(+x,-y) Picture1.ForeColor=vbBlack Picture1.Scale (-limsupx/10, limsupy+limsupy/50)-(limsupx+limsupx/20, -limsupy/10) ‘grafica las curvas de las bombas dependiendo de la bomba seleccionada ' IP CONSTANTE If FrmWell.OptVogel.Value=False And FrmWell.OptComposite.Value=False And FrmWell.OptConstant.Value=True Then Picture1.ForeColor=vbRed ‘Calculo del valor de la perdida por fricción en cada punto de la tuberia
perd_fric=perd_fric*Int(FrmWell.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) X=0 Y=(2.31/1.032)*(-FrmWell.TxtPWS+X/FrmWell.txtzeroflow+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.CurrentX=X Picture1.CurrentY=Y '' desde cero hasta qmax For X=0 To qmax Step 1 'Para el calculo de la perdida por friccion paso a paso Y=(2.31/1.032)*(-FrmWell.TxtPWS+X/FrmWell.txtzeroflow+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.Line -(X, Y) Next X End If ' METODO DE VOGEL If FrmWell.OptVogel.Value=True And FrmWell.OptComposite.Value=False And FrmWell.OptConstant.Value=False Then Picture1.ForeColor=vbRed X=0 Y=(2.31/1.032)*((-FrmWell.TxtPWS/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*X/(FrmWell.TxtBubble*FrmWell.txtzeroflow)) ^ 0.5)+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.CurrentX=X Picture1.CurrentY=Y '' desde cero hasta qmax For X=0 To qmax Step 1 'Para el calculo de la perdida por friccion paso a paso perd_fric=perd_fric*Int(FrmWell.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) Y=(2.31/1.032)*((-FrmWell.TxtPWS/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*X/(FrmWell.TxtBubble*FrmWell.txtzeroflow)) ^ 0.5)+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.Line -(X, Y) Next X End If ' IP COMPUESTO If FrmWell.OptVogel.Value=False And FrmWell.OptComposite.Value=True And FrmWell.OptConstant.Value=False Then Picture1.ForeColor=vbRed perd_fric=perd_fric*Int(FrmWell.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) X=0 Y=(2.31/1.032)*(-FrmWell.TxtPWS+X/FrmWell.txtzeroflow+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.CurrentX=X Picture1.CurrentY=Y '' desde cero hasta qb para IP constante For X=0 To qb Step 1 'Para el calculo de la perdida por friccion paso a paso
perd_fric=perd_fric*Int(FrmWell.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) Y=(2.31/1.032)*(-FrmWell.TxtPWS+X/FrmWell.txtzeroflow+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.Line -(X, Y) Next X '' desde qb hasta qmax para IP Vogel For X=qb To qmax Step 1 'Para el calculo de la perdida por friccion paso a paso perd_fric=perd_fric*Int(FrmWell.TxtPump.Text)/1000 perd_fric=CInt(perd_fric) Y=(2.31/1.032)*((-FrmWell.TxtBubble/1.6)*(-0.2+(3.24-5.76*(X-qb)/(FrmWell.TxtBubble*FrmWell.txtzeroflow)) ^ 0.5)+FrmADT.txtdeltaP+FrmWell.TxtPwh)+perd_fric+FrmWell.TxtPump.Text Picture1.Line -(X, Y) Next X End If 'llama a la funcion para llenar otros datos Ccalculos End Sub Private Sub Command1_Click() Unload Me End Sub Private Sub Form_Load() 'copia el nombre del pozo en la pantalla Me.txtnombre=FrmWell.nombrePozo Me.txtresul_qmax=CInt(FrmWell.TxtDeseado) Me.Label4.Enabled=False Me.Label5.Enabled=False Me.CmdFrec=False CENTRAR Me abrir sentencia="select descripcion, id_bomba from tbomba order by descripcion " ' " ‘ llena el combo con los nombres de las bombas End Sub Private Sub Ccalculos() 'Calculos Me.Txtpot_bomba.Enabled=False Me.txtqdeseado=Me.txtresul_qmax Me.CmdFrec.Enabled=True FrmWell.Csg Hp_Etapa Pot_Bomba=potencia*frmrangos.etap_deseada*sg Me.Txtpot_bomba=CInt(Pot_Bomba) Me.txtfrec=60 End Sub Public Sub Hp_Etapa() 'obtencio de hp/etapa de las curvas de las bombas End Sub
CAPITULO 4
APLICACIÓN DEL SOFTWARE PARA DOS POZOS DEL ORIENTE ECUATORIANO
El tema principal de esta tesis es el “SOFTWARE BES” por lo tanto se
debe ejecutar el programa y así verificar su correcto desarrollo, uso y
aplicación; para ello tenemos a continuación dos ejemplos de aplicación
de pozos de la región amazónica del país.
Cada ejemplo será desarrollado individualmente con datos de pozos
totalmente diferentes siguiendo la secuencia del programa: “SOFTWARE
BES” que ya ha sido previamente instalado en la computadora. Cabe
recalcar que los datos deben ser obtenidos de la manera mas precisa
posible por que un pequeño error puede causar graves errores dentro de
la secuencia del programa y provocar que este se cierre bruscamente.
EJEMPLO DE APLICACIÓN #1
Una vez seleccionado el pozo y obtenidos los datos de entrada se
procede a la ejecución del “SOFTWARE BES”
Fig. 4.1.- Condiciones del pozo o datos de entrada
Ya abierto el programa se puede ingresar los datos en el orden que se
crea conveniente, cabe recalcar que deben ser ingresados todos datos
de lo contrario el programa le dará un mensaje de error y no se podrá
continuar con la ejecución del “SOFTWARE BES”.
También se puede obtener los datos de pozos que se hayan realizado
con anterioridad sea para editarlos o guardarlos como una aplicación
diferente.
Fig. 4.2.- Ventana de “Cálculos Intermedios”
En la Fig. 4.2 se analizan los datos para con ellos decidir si se continúa
ejecutando el programa
Fig. 4.3.- Ventana de Gráficos: IPR, Nivel Dinámico del Fluido sobre la Bomba
En la Fig. 4.3 se puede apreciar el IPR en los ejes BFPD vs. Pwf
mientras que los Niveles de Fluido en los ejes BFPD vs. Prof.
Fig. 4.4.- Ventana de Niveles de Fluido sea “Estático” o “Dinámico”
En la Fig.4.4 se puede apreciar los niveles que tendría el fluido dentro
del pozo sea cuando se encuentre estático o no se encuentre
produciendo y cuando este fluyendo a la producción deseada. Además
se puede apreciar gráficamente la profundidad a la que puede ser
instalada o asentada la bomba seleccionada.
En la Fig. 4.5 además de calcular las condiciones de la bomba se
puede observar que la esta no trabaje fuera del Rango Operativo
Recomendado “ROR” y la cantidad de fluido que aportará a la
frecuencia de operación deseada.
Fig. 4.5.- Ventana de Selección de Bomba y su número de etapas
Fig. 4.6.- Ventana de Selección de Motor y Sección Sellante.
En la pantalla como la de la Fig. 4.6 se puede seleccionar de una base
de datos varios tipos de Modelos y Series de Motores y Sellos
dependiendo de las necesidades y características del pozo
Fig. 4.7.- Ventana de Selección de Cable.
En la Ventana de Selección de Cable, Fig. 4.7, se debe ingresar varios
datos manualmente como el Voltaje y el Amperaje, luego se procede a
la selección del Tipo de Cable sea este para el que va junto a la bomba,
a la tubería o en superficie y a continuación se calcula el voltaje total
requerido en superficie y la caída del voltaje del cable usado en el
sistema.
Siguiendo los pasos que se muestra en la aplicación y la secuencia de
las figuras desde la Fig. 4.1 hasta la Fig. 4.7 se puede obtener un
procedimiento con éxito y de ser así guardar los datos de entrada.
Durante el proceso no debe serrar las ventanas intermedias y puede
seleccionar los equipos que sean necesarios y estos se mostraran en
las pantallas de selección.
EJEMPLO DE APLICACIÓN #2
Debido a que en el ejemplo anterior se explica el contenido de cada una
de las ventanas ahora solo se mostrara la ejecución del ejemplo
mediante el SOFTWARE BES.
Fig. 4.8.- Condiciones del pozo o datos de entrada
Los datos del Ejemplo 2 a comparación con el ejemplo anterior se ha
desarrollado con el Método del Índice de Productividad Constante, es
decir que no se considera presencia de gas en el yacimiento.
Siguiendo los pasos como los del ejemplo 1 y la misma secuencia de
figuras desde la Fig. 4.8 hasta la Fig. 4.14 se puede obtener un
procedimiento con éxito y de ser así guardar los datos de entrada.
Fig. 4.9.- Ventana de “Cálculos Intermedios”
Fig. 4.10.- Ventana de Gráficos: IPR, Nivel Dinámico del Fluido sobre la Bomba
Fig. 4.11.- Ventana de Niveles de Fluido sea “Estático” o “Dinámico”
Fig. 4.12.- Ventana de Selección de Bomba y su número de etapas
Fig. 4.13.- Ventana de Selección de Motor y Sección Sellante.
Fig. 4.14.- Ventana de Selección de Cable.
CONCLUSIONES El SOFTWARE BES es una buena aproximación para la selección de los
Equipos y Accesorios usados por el sistema de Bombeo Electro Sumergible,
además de contar con pantallas individuales de ingreso de datos consta de
pantallas en las que se puede visualizar gráficamente los efectos que
causará en el sistema la instalación del equipo que se desea seleccionar.
Debido a que el SOFTWARE BES a sido realizado para el ejercicio de una
manera amigable e interactiva para el usuario, en cualquier momento durante
el ejercicio de la aplicación se puede regresar en caso de alguna duda o si es
necesario corregir algún valor y continuar con el desarrollo del mismo.
RECOMENDACIONES Dentro del paquete de instalación del SOFTWARE BES podrá encontrar la
base de datos para la selección de los equipos disponibles y accesorios
disponible en la aplicación, los mismos datos que constan en dentro del
programa de tesis en la sección de los Anexos.
La base de datos puede ser modificada, es decir, aumentar o disminuir la
cantidad de equipos (variar el numero de filas, no el numero de columnas),
antes o después de la ejecución del SOFTWARE BES y no durante su
aplicación o ejecución, debido a que podría alterar los valores durante la
selección de accesorios y/o cálculos internos.
En el SOFTWARE BES una vez realizado su aplicación puede volver a
revisar los pasos ejecutados ya que a medida que avanza se van creando
ventanas que puede volver a abrir sin causar ninguna variación en el
resultado final de la aplicación.
BIBLIOGRAFIA
1. ING. SEGUNDO LOZANO, 2003, Manual de
Recomendaciones Practicas Para Bombeo Electro
Sumergible del API, 11S4 y 11S5.
2. SCHLUMBERGER, Mayo/1997, Curso de Diseño y
Aplicaciones de Bombeo Electro Sumergible.
3. CRAFT & HAWKINS, 1959, Petroleum Reservoir
Engineering, Prentice-Hall Inc., New Jersey, chapter I
4. JOHN LEE & ROBERT A. WATTENBARGER, Gas
Reservoir Engineering, Chapter I
5. Properties of Petroleum Fluids, 1990, Segunda Edición.
ANEXOS
ANEXO No.1 CURVAS DE BOMBAS DISPONIBLES
EN EL SOFTWARE BES
BOMBA FC-450
BOMBA FC-650
BOMBA FC-925
BOMBA FC-1200
BOMBA FC-4300
BOMBA GC-1700
BOMBA GC-2200
BOMBA GC-2900
BOMBA GC-3500
BOMBA GC-4100
BOMBA GC-6100
BOMBA GC-8200
ANEXO No.2
MOTORES DISPONIBLES PARA SELECCIONAR EN EL SOFTWARE BES
Serie 450 FMF FMHA FMH FMHJ
HP/V/A HP/V/A HP/V/A HP/V/A
15/440/22 12/419/19 15/440/22 18/460/26
24/430/34 18/402/30 23/425/35 27/442/40
30/445/44 24/420/38 31/445/45 36/462/51
30/760/26 24/727/22 31/770/26 36/799/30
36/470/50 30/372/54 39/395/64 45/409/72
36/710/33 30/679/29 39/720/35 45/746/40
42/755/37 36/729/33 46/770/39 54/801/45
42/850/33 36/823/30 46/870/35 54/905/40
48/765/41 42/747/38 54/790/45 63/821/51
48/990/32 42/964/30 54/1020/35 63/1060/40
60/760/51 48/727/45 62/770/53 72/799/60
60/1155/34 48/1104/30 62/1170/35 72/1214/40
72/1110/43 60/1073/38 77/1135/45 90/1180/51
72/1435/33 60/1385/30 77/1465/35 90/1523/40
90/1145/51 72/1100/45 93/1165/53 108/1209/60
90/1735/34 72/1661/30 93/1760/35 108/1827/40
102/1165/58 90/1143/54 116/1210/64 135/1257/73
102/2130/32 90/2087/30 116/2210/35 135/2295/40
120/1320/58 102/1293/54 132/1370/64 153/1421/73
120/2135/36 102/2095/33 132/2220/39 153/2303/44
144/2225/43 120/2157/38 155/2285/45 180/2372/51
175/2285/50 144/2112/45 185/2340/53 216/2432/60
204/2330/58 180/2286/54 232/2420/64 270/2514/73
222/2458/58 192/2436/54 248/2580/64 288/2678/73
240/2640/58 204/2586/54 264/2740/64 306/2842/73
Serie 562 KME1 KMHA KMH KMHJ
HP/V/A HP/V/A HP/V/A HP/V/A
35/460/44 28/404/41 38/435/53 46/455/63
35/830/24 28/813/20 38/875/26 46/915/31
35/1250/16 28/1222/14 38/1315/18 46/1374/22
50/460/63 40/395/61 57/430/81 69/449/97
50/830/35 40/800/30 57/870/40 69/909/48
50/1250/23 40/1209/20 57/1315/26 69/1374/31
65/805/47 55/801/41 76/865/53 92/904/63
65/1250/30 55/1259/26 76/1360/34 92/1421/41
82/780/60 70/781/54 95/840/69 115/878/83
82/1230/38 70/1236/34 95/1330/44 115/1390/53
100/805/72 83/797/62 114/860/81 138/899/97
100/1205/48 83/1205/41 114/1300/53 138/1359/63
100/2145/27 83/2159/23 114/2330/30 138/2435/36
115/780/85 95/766/74 133/830/98 161/867/117
115/1250/53 95/1241/46 133/1345/60 161/1406/72
115/2030/33 95/2035/28 133/2205/37 161/2304/44
130/1250/60 110/1240/53 152/1340/69 184/1400/83
130/2145/35 110/2152/31 152/2325/40 184/2430/48
150/1205/72 125/1197/63 171/1290/81 207/1348/97
150/2210/39 125/2217/34 171/2390/44 207/2498/53
165/1115/85 140/1101/76 190/1185/98 230/1238/117
165/1340/71 140/1329/63 190/1430/81 230/1495/97
165/2230/43 140/2244/37 190/2415/48 230/2524/57
180/1230/84 153/1211/76 209/1305/98 253/1364/117
180/2210/47 153/2213/41 209/2385/53 253/2493/63
195/1105/105 165/1046/94 228/1130/123 276/1181/147
195/1340/84 165/1319/75 228/1425/98 276/1489/117
195/2145/52 165/2133/46 228/2305/60 276/2409/72
225/1230/105 195/1221/95 266/1315/123 322/1374/147
195/1541/76 266/1660/98 322/1735/117
225/2190/59 195/2177/53 266/2345/69 322/2451/83
255/1405/105 220/1393/94 304/1505/123 368/1573/147
255/1780/85 220/1759/75 304/1900/98 368/1986/117
255/2145/69 220/2119/62 304/2290/81 368/2393/97
280/1580/105 250/1572/95 342/1695/123 414/1771/147
280/2410/67 250/2389/63 342/2575/81 414/2691/97
300/1760/105 275/1741/94 380/1881/123 460/1966/147
KME1 KMHA KMH KMHJ
HP/V/A HP/V/A HP/V/A HP/V/A
300/2230/77 275/2193/75 380/2370/98 460/2477/117
330/1935/105 300/1912/94 418/2070/123 506/2163/147
330/2455/77 300/2411/75 418/2610/98 506/2728/117
390/2110/105 330/2092/94 456/2260/123 552/2362/147
330/2638/75 456/2850/98 552/2978/117
360/2267/94 494/2445/123 598/2555/147
360/2860/75 494/3085/98 598/3224/117
450/2460/105 390/2442/94 532/2630/123 644/2748/147
390/3082/75 532/3320/98 644/3470/117
415/2614/94 570/2820/123 690/2947/147
415/3300/75 570/3560/98 690/3721/117
510/2810/105 440/2786/94 608/3010/123 736/3146/147
440/3518/75 608/3800/98 736/3972/117
470/2965/94 646/3200/123 782/3344/147
560/3160/105 500/3144/94 684/3390/123 828/3542/147
600/3520/105 550/3482/94 760/3760/123 920/3932/147
660/3870/105 600/3824/94 836/4140/123
ANEXO No.3
SELLOS DISPONIBLES PARA SELECCIONAR EN EL SOFTWARE BES
513 SERIES SEAL SECTION
MODELO DESCRIPCION
LONG. PESO
FT. M. LBS. KG.
GSFB3 Elastomer Type, 2 Chamber, Carbon Steel 4.95 1.51 208 94
GSFC3 Labyrinth Type, 2 Chamber, Carbon Steel 4.95 1.51 208 94
GSFT3 Tandem, Elastomer Type, 4 Chamber, Carbon Steel 9.90 3.02 416 189
GSB3 Elastomer Type, 3 Chamber, Carbon Steel 6.30 1.92 263 119
GSC3 Labyrinth Type, 3 Chamber, Carbon Steel 6.30 1.92 263 119
GST3 Tandem, Elastomer Type, 6 Chamber, Carbon Steel 12.60 3.84 525 238
GSCT3 Tandem, Labyrinth Type, 6 Chamber, Carbon Steel 12.60 3.84 525 238
GST3DB Tandem, Elastomer Type, 6 Chamber, Double Bag, Carbon Steel 12.60 3.84 525 238
GSB3DB Elastomer Type, 3 Chamber, Double Bag, Carbon Steel 6.90 2.10 267 121
GST3 4B Elastomer Type, 6 Chamber, Four Bag, Carbon Steel 13.80 4.20 534 242
400 SERIES SEAL SECTION
MODELO DESCRIPCION
LONG. PESO
FT. M. LBS. KG.
FSFB3 Elastomer Type, 2 Chamber, Carbon Steel 4.44 1.35 123 56
FSFT3 Tandem, Elastomer Type, 4 Chamber, Carbon Steel 8.88 2.71 246 112
FSB3 Elastomer Type, 3 Chamber, Carbon Steel 5.60 1.71 158 72
FST3 Tandem, Elastomer Type, 6 Chamber, Carbon Steel 11.60 3.54 318 144
FSC3 Labyrinth Type, 3 Chamber, Carbon Steel 5.60 1.71 158 72
FSCT3 Tandem, Labyrinth Type, 6 Chamber, Carbon Steel 11.60 3.54 318 144
Fig. 1.1.- Bombeo Natural o Pozo Surgente
Fig. 1.2.- Bombeo Mecánico - Balancín
Fig. 1.3.- Bombeo Neumático – Gas Lift.
Fig. 1.4.- Bombeo Hidráulico
Bom
ba d
e In
yecc
ión
Con
trol
de
Vál
vula
s Po
zos
Mod
ulo
de S
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Flui
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z
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do M
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esió
n
Gas
Pro
duci
do
Flui
do E
xtra
ído
Flui
do P
rodu
cido
Vál
vula
s
Fig. 1.5.- Diagrama de Introducción y Extracción de la unidad de Bombeo Hidráulico
Fig. 1.6.- Bombeo Electrosumergible
Fig. 2.1.- Equipo superficial y de subsuelo
El sistema integral ESP
Fig. 2.2.- Equipo superficial del BES
Fig. 2.3.- Equipo de subsuelo del BES
Fig. 2.4.- Cabezal de BES
Fig. 2.5.- Arrancador Directo - SWITCHBOARD
Fig. 2.6.- Variador de Frecuencia
Fig. 2.7.- Transformador
Fig. 2.7 (c).- Transformador
Fig. 2.8.- Caja venteo
Fig. 2.9.- Equipo de subsuelo
Fig. 2.10.- Bomba Centrífuga Multi-Etapas
2.11.- Bomba de Cavidad Progresiva
Fig. 2.12.- Rango Operativo Recomendado
Fig. 2.13.- Entrada de la Bomba o Intake
Fig. 2.14.- Separador de Gas
Fig. 2.15.- Separador de Gas Dináminco
Fig. 2.16.- Protector Seal
Fig. 2.17.- Motor
Fig. 2.18.- Estator Campo magnético
Fig. 2.19.-Cable Eléctrico
Fig. 2.20.- Tamaños de Cable de Potencia Sumergible
Fig. 2.21.- Cable de Potencia Trenzado y Compactado
Fig. 3.1.-Rango Operativo Recomendado por API
Fig. 3.2.-Altura Dinámica Total - TDH
Fig. 3.3.-Grafico Para Determinas Perdidas Por Fricción
Fig. 3.4. Viscosidad Libre de gas a Temperatura de
Fondo en Cp -
Fig. 3.5. Caída de voltaje en el cable utilizando -
Fig. 3.6. Viscosidad corregida con gas en solución, en cp -
